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Aufgabe:

Beschreibe den rückwärts ablaufenden Prozess und gib an, ob er möglich ist oder nicht,

1. Kohle wird zu Kohlendioxid verbrannt. Wärme wird frei.

2. Pia isst. Das Essen wird im Körper verdaut. Mit dieser Energie steigt Pia eine Treppe hoch.

3. Eine Tasse fallt herunter und zerbricht. Die Lageenergie wird in Bewegungsenergie und dann in Verformung und schließlich in Wärmeenergie umgewandelt.

4. Wind treibt ein Windrad an, das elektrische Energie erzeugt.

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Rückwärts ablaufender Prozess und dessen Möglichkeit

1. Kohle wird zu Kohlendioxid verbrannt. Wärme wird frei.

Rückwärts würde dieser Prozess bedeuten, dass Kohlendioxid und Wärmeenergie zusammengeführt werden, um Kohle zu erhalten. In der Praxis ist dieser Prozess in dieser Form nicht direkt umsetzbar. Chemisch gesehen entspricht dies einer Reduktionsreaktion, bei der aus Kohlendioxid durch Aufwendung von Energie feste Kohle entstehen würde. Zwar gibt es Verfahren zur Umwandlung von CO2 in nützliche Kohlenwasserstoffe (wie z.B. bei der synthetischen Herstellung von Treibstoffen), die einfache Rückumwandlung von CO2 und Wärme in feste Kohle ist jedoch mit erheblichem Energieaufwand verbunden und findet in dieser Form in der Natur nicht statt. Fazit: Praktisch nicht direkt möglich.

2. Pia isst. Das Essen wird im Körper verdaut. Mit dieser Energie steigt Pia eine Treppe hoch.

Der rückwärts ablaufende Prozess wäre, dass Pia die Treppe hinuntergeht und die dabei freigesetzte Energie in ihrem Körper gespeichert wird, was dann in Nahrung umgewandelt wird. Dies widerspricht den Grundlagen der Thermodynamik und des biologischen Stoffwechsels. In der Realität ist der menschliche Körper nicht in der Lage, mechanische Energie oder Bewegungsenergie direkt in Nahrungsenergie umzuwandeln. Fazit: Nicht möglich.

3. Eine Tasse fällt herunter und zerbricht. Die Lageenergie wird in Bewegungsenergie und dann in Verformung und schließlich in Wärmeenergie umgewandelt.

Rückwärts würde dies bedeuten, dass aus dem Zustand der Zerbrochenheit und der in Wärme umgewandelten Energie eine Tasse sich selbstständig wieder zusammensetzt und auf ihre ursprüngliche Position angehoben wird. Dies verstößt gegen das Prinzip der Entropie, nach dem in einem geschlossenen System die Unordnung nur zunehmen kann. Auch wenn in isolierten Systemen Organisation aus Unordnung entstehen kann, ist der spontane Prozess des Zusammensetzens und Anhebens einer zerbrochenen Tasse unter Energiezufuhr nicht möglich. Fazit: Nicht möglich.

4. Wind treibt ein Windrad an, das elektrische Energie erzeugt.

Der umgekehrte Prozess würde bedeuten, dass elektrische Energie verwendet wird, um ein Windrad rückwärts anzutreiben, das dann Wind erzeugt. In praktischen Anwendungsbereichen macht diese Umkehrung wenig Sinn und wäre ineffizient, aber es ist technisch möglich, ein Windrad (oder ähnliches Gerät) als Ventilator zu verwenden, um Luft zu bewegen. Dies würde allerdings keine natürliche Windbildung im meteorologischen Sinn bedeuten, sondern lediglich die Umwandlung von elektrischer Energie in Bewegungsenergie der Luft. Fazit: Technisch möglich, aber praktisch und kontextbezogen sinnlos.
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