Entropieänderung in offenen Systemen

In den bisherigen Abschnitten wurde gezeigte, dass sich die Entropie in einem (geschlossenen) System auf unterschiedliche Weise ändern kann:

In offenen Systemen, die einen Masseaustausch mit der Umgebung erlauben, wird mit der ein- und ausströmenden Masse dann schließlich auch Entropie transportiert. Eine Entropieänderung erfolgt in offenen Systemen deshalb auch

  • durch einen Massetransport.

 Die Entropiebilanz eines offenen Systems ist deshalb wie folgt gegeben:

\begin{align}\;\;\;\;\;
&\boxed{\Delta \dot S_{ges} = \Delta \dot S_{Q} + \Delta \dot S_{Diss} + \dot S_{m,ein} - \dot S_{m,aus}} \\[5px]
&\boxed{\Delta \dot S_{ges} = \Delta \dot S_{Q} + \Delta \dot S_{Diss} + s_{m,ein} \cdot \dot m - s_{m,aus} \cdot \dot m } \\[5px]
\end{align}

Entropie-änderung, offenes system, offene systeme, Entropierzeugung, Dissipation, Massenstrom, Stoffstrom

Abbildung: Entropiebilanz eines offenen Systems am Beispiel einer Turbine

Darin bezeichnen:

\begin{alignat}{3}
\;\;\;\;\; \Delta \dot S_{ges} ~~~ &\text{: Entropieänderungsrate des gesamten Systems}  \notag \\[5px]
\;\;\;\;\; \Delta \dot S_{Q} ~~~ &\text{: mit der Wärme transportierter Entropiestrom}  \notag \\[5px]
\;\;\;\;\; \Delta \dot S_{Diss} ~~~ &\text{: durch Energiedissipation erzeugter Entropiestrom}  \notag \\[5px]
\;\;\;\;\; \Delta \dot S_{m,ein} ~~~ &\text{: mit der einströmenden Masse in das System transportierter Entropiestrom}  \notag \\[5px]
\;\;\;\;\; \Delta \dot S_{m,aus} ~~~ &\text{: mit der austretenden Masse aus dem System transportierter Entropiestrom}  \notag \\[5px]
\;\;\;\;\; s_m~~~ &\text{: spezifische Entropie der strömenden Masse}  \notag \\[5px]
\;\;\;\;\; \dot m~~~ &\text{: ein- bzw. austretender Massenstrom}  \notag \\[5px]
\label{8858}
\end{alignat}

 

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