Isentrop und adiabat

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Abbildung (6.3) zeigt einen carnotschen Prozess im T-S- (links) und im p-V-Diagramm (rechts), wobei als selbstverständlich gilt, dass sich die jeweiligen Größen auf die carnotsche Maschine beziehen bzw. an ihr gemessen werden. Dies gilt grundsätzlich nur für das Arbeitsdiagramm:

Das p-V-Diagramm basiert auf den Größen Druck p und Volumen V sowie der Temperatur T als Kontrollgröße, die am „Arbeitsstoff“ der carnotschen Maschine gemessen werden. Das mechanische Pensum, die Volumenarbeit W, ergibt sich als die Fläche, die von den Isothermen und Entropie-Adiabaten eingeschlossen wird.
Das T-S-Diagramm basiert auf den Größen Wärme q und Temperatur T, die die Entropie bzw. deren Differenz bestimmen. Die Wärmen müssen an den Wärme-Reservoiren gemessen werden, was jedoch nur durch direkte Messung ihres Entropiegehaltes möglich wäre. Das thermische Pensum ergibt sich als die Fläche, die von den Isothermen und Entropie-Adiabaten eingeschlossen wird und muss vom Inhalt her mit dem mechanischen Pensum identisch sein.

Die Abbildung des Kreisprozesses als Rechteck statt z.B. als Trapez (wobei die entropie-adiabaten Anteile nicht notwendig Geraden darstellen müssen) bedeutet, dass die Entropie von beiden Wärme-Reservoiren generell in gleicher Menge umgesetzt werden. Dies ist nur möglich, wenn sich ihre Menge entropie-adiabat nicht ändert. Auf diese Weise wird die Entropie bedingungslos als Erhaltungsgröße angesetzt, allerdings ohne dies zu thematisieren oder gar physikalisch zu begründen, was ohne Verfahren zur direkten Messung der Entropie als Ding der Unmöglichkeit betrachtet werden darf.

 

0603 carnot prozess

Abbildung 6.3: Derselbe carnotsche Prozess einmal im T-S-Diagramm (links) und einmal im p-V-Diagramm (rechts, schematische Darstellung, an sich müssten Flächen W in beiden Diagrammen gleich sein). Die Abbildung des im p-V-Diagramm direkt messbaren Prozesses als Rechteck in das T-S-Diagramm setzt voraus, dass die Entropie eine Erhaltungsgröße ist. Abbildung mit freundlicher Genehmigung von Roman Harke, http://www.romanharcke.de/).