Der Carnot-Prozess und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik

Abstract

In welche Richtung läuft ein Prozess selbstständig ab? Wie funktioniert -- aus thermodynamischer Sicht -- eine Maschine? Wie muss eine Maschine aus thermodynamischer konstruiert werden, um hohe Wirkungsgrade zu erzielen? Welche naturwissenschaftlichen Prinzipien lassen sich verwenden, um diese Fragen zu klären? Die Beantwortung dieser Fragen ist das Thema dieses Kapitels. In der Technik sind vor allem periodische Prozesse von Interesse, denn diese bilden die Grundlage für alle thermodynamischen Maschinen. Was sagt der 1. Hauptsatz über einen solchen periodischen Prozess aus? Leistet die Maschine während eines solchen Prozesses nutzbare Arbeit, dann muss dazu eine entsprechende Wärmemenge aus der Umgebung entnommen und in Arbeit umgewandelt werden. Wir untersuchen in diesem Kapitel genau einen solchen (reversiblen) periodischen Arbeitsprozess mit einem idealen Gas als Arbeitsmedium.