Entropiebilanz

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Die Entropiebilanz oder Entropiebilanzgleichung eines Systems ist die Identität der Summe der in dem System produzierten Entropie und der in das System importierten Entropie auf der einen Seite mit der aus dem System exportierten Entropie auf der anderen Seite. Entropievernichtung ist in einem System aufgrund des Zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik nicht möglich. Die Entropie kann daher nur durch Export in die Umgebung gesenkt werden.

Man verwendet die Entropiebilanzgleichung zur Beschreibung thermodynamischer Nicht-Gleichgewichtsprozesse, beispielsweise im Rahmen der irreversiblen Thermodynamik und für Lebewesen. Auch diese können ihre Entropie nur durch Entropieexport in ihre Umwelt senken.

Entropiebilanz der Biosphäre

Ein für Menschen wichtiges System, das Lebewesen enthält, ist die Biosphäre. Ihre Entropiebilanz[1] wird durch die innerhalb der Biosphäre erzeugte Entropie und die Fähigkeiten ihrer Schnittstellen, Entropie in den Weltraum zu exportieren, bestimmt. Sie ist im Wesentlichen als Import von kurzwelliger Sonnenenergie darstellbar, die zum allergrößten Teil wieder langwellig in den Weltraum zurückgestrahlt wird. Wenn die in der Biosphäre erzeugte Entropie größer wird, als durch sich verändernde[2] Schnittstellen exportiert werden kann, dann steigt die Entropie in der Biosphäre.

Auch wenn das betrachtete System intelligente Lebewesen enthält, kann seine Entropie nicht durch Maßnahmen und Innovationen von im System enthaltenen intelligenten Wesen, sondern nur durch Export gesenkt werden[3].

Quellen und Anmerkungen

  1. Die Erforschung der Entropiebilanz der Biosphäre ist eines der Forschungsgebiete des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena.
  2. Die Zunahme von Kohlendioxyd in der Atmosphäre verändert die Parameter der Schnittstellen zum Entropieexport.
  3. Leó Szilárd: Über die Entropieverminderung in einem thermodynamischen System bei Eingriffen intelligenter Wesen. Zeitschrift für Physik, Band 53, Nr. 11-12, S. 840-856, November 1929; Link zur Zusammenfassung. Der Artikel ist auch enthalten in Harvey S. Leff, Andrew F. Rex: Maxwell's Demon. Entropy, Information, Computing, 1989, ISBN 0-691-08727-X

Literatur

  • Kleidon, Axel und Ralph D. Lorenz: Non-Equilibrium Thermodynamics and the Production of Entropy. Springer Verlag, Heidelberg 2004. ISBN 3-540-22495-5
  • Schneider, W., Haas, S.: Repetitorium Thermodynamik. 1996, Kapitel 8.8 Entropiebilanz und zweiter Hauptsatz. ISBN 3-486-23844-2

Weblinks


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