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2025-05-19T12:58:33Z

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'''Dissipation''' (lateinisch für „Zerstreuung“) bezeichnet in der [[Physik]] den Vorgang in einem [[Dynamisches System|dynamischen System]], bei dem z. B. durch [[Reibung]] die [[Energie]] einer [[Mikroskopisch und makroskopisch|makroskopisch]] gerichteten Bewegung, die in andere Energieformen umwandelbar ist, in [[thermische Energie]] übergeht, d. h. in Energie einer ungeordneten Bewegung der Moleküle, die dann nur noch teilweise umwandelbar ist. Ein solches System heißt ''dissipativ''.<ref name="Günter Vojta, Matthias Vojta">{{Literatur| Autor=Günter Vojta, Matthias Vojta | Titel=Teubner-Taschenbuch der statistischen Physik | Verlag=Vieweg & Teubner Verlag | ISBN=978-3-322-80009-1 | Datum=2013 | Online={{Google Buch | BuchID=ggnuBQAAQBAJ | Seite=148 }} | Seiten=148 }}</ref><ref name="Arthur Haas">{{Literatur| Autor=Arthur Haas | Titel=Einführung in die theoretische Physik mit besonderer Berücksichtigung ihrer modernen Probleme. Band 2 | Verlag=De Gruyter | ISBN=978-3-11-233558-1 | Datum=2020 | Online={{Google Buch | BuchID=g4g9EAAAQBAJ | Seite=108 }} | Seiten=108 }}</ref> Der Begriff wurde von [[William Thomson, 1. Baron Kelvin|William Thomson]] eingeführt<ref name="Viktor von Lang">{{Literatur| Autor=Viktor von Lang | Titel=Einleitung in die theoretische Physik | Verlag=F. Vieweg und sohn | ISBN= | Datum=1891 | Online={{Google Buch | BuchID=fU_PAAAAMAAJ | Seite=957 }} | Seiten=957 }}</ref> und kommt in den physikalischen Gebieten der [[Thermodynamik]] und der [[Akustik]]<ref>{{Literatur| Autor=Gerhard Müller, Michael Möser | Titel=Taschenbuch der Technischen Akustik | Verlag=Springer Berlin Heidelberg | ISBN=978-3-642-18893-0 | Datum=2013 | Online={{Google Buch | BuchID=Qf4mBgAAQBAJ | Seite=197 }} | Seiten=197 }}</ref> oder allgemein in der [[Wellenlehre]] vor. Ein Beispiel für ein dissipatives System ist die [[gedämpfte Schwingung]].

In der Thermodynamik werden die [[Arbeit (Physik)|Arbeiten]], die auf Grund von Reibungs-, Drosselungs- oder [[Stoß (Physik)|Stoß]]<nowiki />vorgängen in thermische Energie ([[innere Energie]]) umgewandelt werden, als Dissipationsarbeiten bezeichnet. Es handelt sich dabei um [[Irreversibler Prozess|irreversible]] Vorgänge, bei denen die [[Entropie (Thermodynamik)|Entropie]] zunimmt, anders ausgedrückt: [[Exergie]] wird in [[Anergie]] umgewandelt (vgl. [[Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik]]). Diese Arbeiten sind [[Prozessgröße]]n, d. h. wegabhängig.

Die Dissipationskonstante für einen [[Heißleiter]] (engl. ''Negative Temperature Coefficient'', NTC) ist der [[Temperaturkoeffizient|Temperaturbeiwert]], spezifiziert in der Regel für stehende Luft.<ref name="Karlheinz Seeger">{{Literatur| Autor=Karlheinz Seeger | Titel=Halbleiterphysik | Verlag=Vieweg & Teubner Verlag | ISBN=978-3-322-98553-8 | Datum=2013 | Online={{Google Buch | BuchID=1NueBgAAQBAJ | Seite=105 }} | Seiten=105 }}</ref> Bei Kontakt mit Wasser ändert sich die Dissipationskonstante. In der Akustik ist die Dissipationskonstante (dort auch Absorptionskoeffizient genannt) ein Maß für die Schwächung von Schallwellen ([[Schallabsorption]]) durch die Umwandlung der Schallenergie in thermische Energie.<ref name="Klaus Lüders, Gebhard Oppen">{{Literatur| Autor=[[Klaus Lüders]], [[Gebhard von Oppen|Gebhard Oppen]] | Titel=Mechanik, Akustik, Wärme | Verlag=De Gruyter | ISBN=978-3-11-020821-4 | Datum=2008 | Online={{Google Buch | BuchID=PfASvzeKk38C | Seite=536 }} | Seiten=536 }}</ref>

In der [[Werkstofftechnik]] versteht man im Zusammenhang mit dem Werkstoffkreislauf unter Dissipation den Verbrauch von [[Rohstoff]]en – also nicht auszugleichende Verluste, z. B. [[Korrosion]], [[Abrieb]] und sonstigen Verlust in breitgestreuter Verteilung über die ganze Erdoberfläche, so dass der Rohstoff nicht zurückgewonnen werden kann.<ref name="B. Ilschner">{{Literatur| Autor=B. Ilschner | Titel=Werkstoffwissenschaften | Verlag=Springer Berlin Heidelberg | ISBN=978-3-662-22618-6 | Datum=2013 | Online={{Google Buch | BuchID=d9y1BgAAQBAJ | Seite=4 }} | Seiten=4 }}</ref>

In der [[Meteorastronomie]] bewirkt die Dissipation infolge der hohen Geschwindigkeiten der [[Sternschnuppe]]n (zwischen 12 und 70 km/s) die Leuchterscheinung von Meteoren in etwa 100 km Höhe.<ref name="Ernst Julius Opik">{{Literatur| Autor=Ernst Julius Opik | Titel=Physics of Meteor Flight in the Atmosphere | Verlag=Dover Publications | ISBN=978-0-486-43885-6 | Datum=2004 | Online={{Google Buch | BuchID=DIppUb33M8UC | Seite=19 }} | Seiten=19 }}</ref>

Bei der Schwächung von elektromagnetischen Wellen in Materialien geht die Dissipation in den [[Absorptionskoeffizient]] mit ein.<ref name="A. S. Ilʹinskiĭ, Grigoriĭ I︠A︡kovlevich Slepi︠a︡n, A. Ya Slepyan">{{Literatur| Autor=A. S. Ilʹinskiĭ, Grigoriĭ I︠A︡kovlevich Slepi︠a︡n, A. Ya Slepyan | Titel=Propagation, Scattering and Dissipation of Electromagnetic Waves | Verlag=P. Perigrinus | ISBN=978-0-86341-283-7 | Datum=1993 | Seiten= }}</ref>

== Dissipation in der Thermodynamik ==
In einem abgeschlossenen System ist die Dissipation eine wesentliche Ursache von irreversiblen thermodynamischen Prozessen.<ref name="Jan Löser, Marco Klemm, Andreas Hiller">{{Literatur| Autor=Jan Löser, Marco Klemm, Andreas Hiller | Titel=Technische Thermodynamik in ausführlichen Beispielen | Verlag=Carl Hanser Verlag GmbH & Company KG | ISBN=978-3-446-44512-3 | Datum=2018 | Online={{Google Buch | BuchID=2HpeDwAAQBAJ | Seite=114 }} | Seiten=114 }}</ref>
[[Datei:Dissipation in geschl. System.jpg|mini|Dissipative Vorgänge im geschlossenen System]]

Das Bild veranschaulicht verschiedene dissipative Vorgänge in einem geschlossenen [[adiabat]]en System.<ref name="K. Lucas">{{Literatur| Autor=K. Lucas | Titel=Thermodynamik | Verlag=Springer Berlin Heidelberg | ISBN=978-3-662-10521-4 | Datum=2013 | Online={{Google Buch | BuchID=OhbuBQAAQBAJ | Seite=250 }} | Seiten=250ff }}</ref><ref name="Hans Dieter Baehr, Stephan Kabelac">{{Literatur| Autor=Hans Dieter Baehr, Stephan Kabelac | Titel=Thermodynamik | Verlag=Springer Berlin Heidelberg | ISBN=978-3-662-49568-1 | Datum=2016 | Online={{Google Buch | BuchID=_Op6DQAAQBAJ | Seite=657 }} | Seiten=657 }}</ref>

Linke Seite der Abbildung:
* Die Arbeit eines Ventilators leistet in einem geschlossenen Behältnis wegen der starren Systemgrenze ''keine'' [[Volumenänderungsarbeit]], wird daher vollständig durch Reibung dissipiert,<ref name="K. Lucas" />
* Die zugeführte elektrische Energie wird von einem [[Heizelement]] in Wärme umgewandelt und verteilt sich über die Systemgrenze hinweg.

Rechte Seite der Abbildung:
* Die Wandung des Behältnisses ist wärmer als sein Inneres. Die Wärme im Bild fließt ungenutzt von „warm“ nach „kalt“. Ihr [[Exergie | exergetischer Anteil]] wird dissipiert.<br /> Theoretisch könnte beim Temperaturausgleichsprozess innerhalb des Systems über einen [[Carnot-Prozess]] reversibel Arbeit erzeugt und nach außen abgegeben werden.
* Der Druck in der schraffierten linken Kammer ist höher als in der rechten Kammer. Gas strömt darum durch eine Düse von links nach rechts.<br /> Statt des abgebildeten Drosselprozesses könnte über einen beweglichen [[Kolben (Technik)|Kolben]] (mit Kraftübertragung nach außen) der Druckausgleich reversibel erfolgen, oder hinter der Düse könnte ein Windrad Arbeit leisten. Auch diese Möglichkeiten bleiben ungenutzt, die Arbeit wird stattdessen dissipiert.<ref name="K. Lucas" />

Bei einem [[Verbrennungsmotor]] wird durch Reibung zwischen den [[Kolbenring]]en und den [[Zylinder (Technik)|Zylinder]]<nowiki />wänden ein Teil der bereits aus Wärmeenergie erzeugten Volumenarbeit wieder in [[innere Energie]] zurückverwandelt, so dass die nach außen übertragene [[mechanische Arbeit]] geringer wird und so der [[Wirkungsgrad]] sinkt.<ref>{{Literatur| Autor= | Titel=Grundlagen Verbrennungsmotoren | Verlag=Springer Fachmedien Wiesbaden | ISBN=978-3-658-23557-4 | Datum= | Online={{Google Buch | BuchID=eKOLDwAAQBAJ | Seite=519 }} | Seiten=519 }}</ref><ref name="Peter von Böckh, Matthias Stripf">{{Literatur| Autor=Peter von Böckh, Matthias Stripf | Titel=Thermische Energiesysteme | Verlag=Springer Berlin Heidelberg | ISBN=978-3-662-55335-0 | Datum=2018 | Online={{Google Buch | BuchID=fiFHDwAAQBAJ | Seite=91 }} | Seiten=91 }}</ref>

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=[[Hans-Joachim Schlichting]] |Titel=Energieentwertung und Entropie |Sammelwerk=Schriften des [[Deutscher Verein zur Förderung des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts|Deutschen Vereins zur Förderung des Mathematischen und Naturwissenschaftlichen Unterrichts e. V.]] |Nummer=61 |ISSN=0179-7670 |Seiten=37 |Online=https://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/fachbereich_physik/didaktik_physik/publikationen/energieentwertung_entropie_2.pdf |Format=PDF}}
* {{Literatur |Autor=Hans-Joachim Schlichting, Bernd Rodewald |Hrsg=Scharmann et al. |Titel=Über die konstruktive Rolle der Reibung |Sammelwerk=Vorträge der Frühjahrstagung der DPG |Datum=1983 |Seiten=44 |Online=https://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/fachbereich_physik/didaktik_physik/publikationen/konstruktive_reibung.pdf |Format=PDF}}
* {{Literatur |Autor=[[Torsten Fließbach]] |Titel=Mechanik |Auflage=7 |Verlag=Springer-Verlag |Ort=Berlin/Heidelberg |Datum=2015 |ISBN=978-3-642-55431-5 |DOI=10.1007/978-3-642-55432-2}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Thermodynamischer Prozess]]
[[Kategorie:Energietechnik]]
[[Kategorie:Rheologie]]

Dissipation - Versionsgeschichte

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