Entropie

Die Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik gehören zu den physikalisch-technischen Konzepten, über die gerne viel Mystisches geschrieben wird. Das liegt wohl einerseits daran, dass die Entropie und die ihr zugeordnete Entropieproduktion relativ schwer fassbare, da abstrakte Größen sind, für die wir kein Bauchgefühl haben, anders als bei der Masse, der Geschwindigkeit oder sogar der inneren Energie und dem Wärmeübergang. Andererseits berührt die Entropie auch sehr grundsätzliche Eigenheiten unserer physikalischen Welt, nämlich ihre Vergänglichkeit und Irreversibilität, und so etwas ruft schnell Philosophen, Phantasten, Propheten und Ähnliche auf den Plan.

Diesen wollen wir uns natürlich möglichst nicht anschließen! Ganz im Gegenteil: Wir werden in diesem Kapitel zeigen, dass die Entropie ein für den Ingenieur überaus nützliches Werkzeug darstellt. Es hilft uns nämlich erstens dabei, die Anzahl nötiger kalorimetrischer Messungen zur Bestimmung der inneren Energie erheblich einzuschränken. Zweitens gelingt es mit der Entropie, die mögliche Form von Materialgleichungen, wie beispielsweise dem Wärmefluss und dem Spannungstensor, von Zustandsvariablen einzugrenzen, und drittens wird es über die Entropie möglich, den Grad der Irreversibilität eines Prozesses zu quantifizieren.