Inhalte Entropie (Entropieerzeugung)

Entropie
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Bezug zu den Bildungsstandards
Die physikalische Größe Entropie
Didaktische Überlegungen
Ein Unterrichtsgang zur Entropie
Bildungsstandards 9 /10
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Grundlegende physikalische Größen
Die Schülerinnen und Schüler kennen
technische Möglichkeiten zum „Energiesparen“
und zur Reduzierung von „Entropieerzeugung“.
Inhalte
Entropie (Entropieerzeugung)
Strukturen und Analogie
Inhalte
Beschreibung von thermischen
Energietransporten
Die Größe Entropie
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Die Entropie ist ein Maß für die
Nichtverfügbarkeit von Energie
Die thermodynamische Entropie
dS = dQ / T
Die statistische Entropie
S = k ∙ ln P
Didaktische Überlegungen
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Der statistisch eingeführte Entropiebegriff
ist für die Mittelstufe zu abstrakt.
Der thermodynamische Zugang benötigt
keine zusätzlichen Modellannahmen.
Der Begriff „Wärme“ kann durch
„thermische Energie“ ersetzt werden.
Ein Unterrichtsgang
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Eine Temperaturdifferenz treibt
ein Thermokraftwerk an.
Ein Unterrichtsgang
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Durch das Anschließen einer Batterie wird
das Thermoelement zu einer Wärmepumpe
Ein Unterrichtsgang
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Energie fließt vom Netzgerät zur
Wärmepumpe und zum Thermokraftwerk
Ein Unterrichtsgang
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Wärmepumpe
ENERGIE
Thermokraftwerk
Entropie
Das, was durch das Thermokraftwerk
hindurchströmt und thermische Energie
transportiert, nennt man Entropie
Ein Unterrichtsgang
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Ein Tauchsieder erhitzt Wasser.
Alltagssprache: Wärme wird erzeugt.
Entropie wird erzeugt.
Ein Unterrichtsgang
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Ein Tauchgefrierer kühlt Wasser ab. ???
Es gibt kein Gerät, das nur durch
Abkühlen Energie aufnimmt und
umwandelt. (Inhalt 2. HS)
Entropie kann erzeugt, jedoch nicht
vernichtet werden.
Ein Unterrichtsgang
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Reversible Prozesse: keine Entropieerzeugung
Irreversible Prozesse: Entropieerzeugung
Die Zeit läuft in die Richtung, in der Entropie
erzeugt wird.
Die beiden Bilder sind zeitlich falsch geordnet:
aufwärtsbrennende Kerzen gibt es nicht!