Defant, A, u. Ertel, H,: Der thermodynamische Wirkungsgrad der Atmosphäre. 163
Ist hingegen der Kreisprozeß (10) irreversibel, so enthält $ aQ erstens
den Anteil HE der mit der Umgebung ausgetauschten Wärme und zweitens
den stets positiven Anteil
(21)
der im Innern der arbeitenden Substanz durch irreversible Prozesse entstandenen
Wärme D (= Dissipationswärme bei innerer Reibung):
(22)
Die allgemeine Gleichung
Pad= BaQ+D.
(16) liefert dann
$ IQ +D= Wer
(23)
oder da N
(24) Wirrev = Wrey m D< Wr
die Arbeit des irreversibel geführten Kreisprozesses bedeutet:
B IQ = Wirzer < Weey
Ist Q, der positive Anteil des Integrals $ dQ, also die bei beliebigen endlichen
Temperaturen aus der Umgebung aufgenommene Wärme und Q, der negative
Anteil des Integrals $ dQ, also die bei beliebigen endlichen Temperaturen an
die Umgebung abgegebene Wärme, so ergibt die Gleichung (25)
(26) FAQ =, — Q= Winzer < Wae-
und den thermodynamischen Wirkungsgrad des irreversiblen Kreisprozesses
Wirzev
(27) Nirrev RR.
1
Aus dieser allgemein geltenden Gleichung (27) erhält man die spezielle Un-
gleichung (12) mit Hilfe des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik, der für irre-
versible Kreisprozesse durch die Clausiussche Ungleichung
aQ
BR
(28)
yegeben ist, dann und nur dann, wenn der Wärmeaustausch der den Kreis-
prozeß durchlaufenden Substanz mit der Umgebung nur bei den beiden Tempe-
raturen T, und T, erfolgt:
aQ Q, Q
P A a
Dann geht die allgemeine Gleichung (27) mit (26) und (29) in die spezielle
Ungleichung (12) über.
In allen betrachteten Fällen wurde der Kreisprozeß als ein positiver vor-
ausgesetzt, bei dem Arbeit an die Umgebung abgegeben wird.
1) Folgerungen für die Berechnung des thermodynamischen Wirkungsgrades
der Atmosphäre.
Infolge der inneren Reibung der Luft sind die thermodynamischen Zustands-
änderungen bewegter Luft irreversibel; es scheiden also die beiden Gilei-
chungen (11) und (13) für die Berechnung des thermodynamischen Wirkungsgrades
der Atmosphäre von vornherein aus.
Um die Ungleichung (12) zur Abschätzung des thermodynamischen Wirkungs-
grades der Atmosphäre verwenden zu können, wäre der Nachweis erforderlich,
daß der Wärmeaustausch der Atmosphäre mit der „Umgebung“ (durch (Strah-
lungsabsorption und Emission, Zufuhr von Kondensationswärme usw.) nur bei
zwei Temperaturen (T,, T,) erfolgt, welcher Nachweis nicht erbracht werden
kann, zumal wir bereits wissen, daß der geforderte Tatbestand den wirklichen
Verhältnissen nicht entspricht, indem z. B. die Atmosphäre die langwellige