Der Energiebegriff - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 13

1,0

0,5

0

1000 3000 5000

o

Temperatur T ( C)

Abb. 2.2 Die Temperaturabhängigkeit desExergiegehalts von thermischerEnergie. Die Temperatur
ist in der Einheit ]= ○ C angegeben, so dass T = ○ C. Zwischen der Temperatur mit dieserEinheit

[ T

K besteht der Zusammenhang T ○ C und der SI-Einheit [ T ]= =( T − , ) K

der Temperatur der Umgebung T ab. 2 Und zwar gilt

T
T .

ε therm = − (2.5)

Und daraus folgt im Fall der thermischen Energie Q :

T
T ) Q , A ie A =(

T
T ) Q .

Exergie E =(− (2.6)

Das bedeutet insbesondere, dass thermische Energie mit der Temperatur T = T niemals

in eine andere Energieform W f umgewandelt werden kann.
In der Abb. 2.2 ist die Temperaturabhängigkeit des Exergiegehalts ε therm dargestellt.
Auch die Sonne versorgt uns durch ihre Strahlung mit thermischer Energie. Glücklicher-
weise besitzt die Sonnenoberflächeeine Temperatur von T ,

und ein großer Teil der Sonnenenergie prinzipiell in andere Energieformen umgewandelt
werden kann.
Es ist sicher eine interessante Frage, warum alle Wandlungsprozesse der Energie diesen
Gesetzmäßigkeiten folgen müssen. Der eigentliche Grund wurde bereits in Kap. 1 erwähnt,
er ist eng verknüpt mit den Veränderungen, welche die Entropie S des Systems nehmen
muss. Bei jedem irreversiblen Prozess in einem abgeschlossenen System muss sich die
Entropie des Systems vergrößern. Nur in einem reversiblen Prozess bleibt der Entropie-
wert unverändert. Und es gibt keinen Prozess in einem abgeschlossenen System, bei dem
sich die Entropie verringert. Eine Vergrößerung der Entropie um Δ S

≈ K, so dass ε therm ≈

verlangt, dass
thermische Energie von der Größe Q zur Verfügung steht. Beide sind bei einer Momen-
tantemperatur T des Systems verbunden durch das Gesetz:

>

Q
T (bei konstanter Temperatur).

Δ S = (2.7)

2 Man beachte, dass in allen thermodynamischen Gesetzen die Temperatur immer in der SI-Einheit
[ T ]=K angegeben werden muss, siehe Tab. 2.1 . Es gilt die Beziehung T (K)= T ( ○ C)+.