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Als Hausaufgabe soll ich den Prozess des 'Trinkvogels' verständlich und mit Einbezug der Entropie erklären. Das Ergebnis ist der folgende Text. Da ich mir aber teilweise nicht ganz sicher bin, ob mein Verständnis wissenschaftlich korrekt ist, wäre ich sehr froh, wenn mir jemand eine Rückmeldung gibt.

(Es handelt sich dabei doch eher um einen physikalischen Prozess, da wir das Thema aber in Chemie behandeln, stelle ich die Frage in beide Communities – also bitte nicht wundern)

Der Vogel besteht aus zwei mit einem Röhrchen verbundenen Glaskugeln. Um eine Drehachse oberhalb des Bauches kann der Vogel nach vorne kippen. Die vordere Kugel (Kopf) ist mit einem Stoff überzogen. Im Innern befindet sich keine Luft, sondern eine Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt. Vermutlich handelt es sich dabei um ein Alkohol. Bei Raumtemperatur geht sie bereits in den dampfförmigen Zustand über, da sie sich schon nahe an ihrem Siedepunkt befindet.
Um den Vorgang zu starten, feuchtet man den Kopf an. Oftmals wird Wasser verwendet (es handelt sich ja um ein Spielzeug für Kinder). Spiritus wäre aber noch idealer, da dieser schneller als Wasser verdunstet. Und genau darauf kommt es an: beim Verdunsten wird dem Kopf Wärmeenergie entzogen, wodurch es im Kopf kälter als im Hinterteil wird. Deshalb kondensiert der Dampf im oberen Teil. Als Flüssigkeit nimmt er weniger Platz ein, wodurch auch der Druck kleiner wird. Der daraus resultierende Unterdruck saugt Flüssigkeit aus dem Hinterteil nach oben. Der Kopf wird so schwer, dass er nach vorne kippt. Dabei wird das Röhrchen aus der Flüssigkeit gehoben, wodurch die Flüssigkeit wieder abfliessen kann. Der Druck wird nun durch die Dämpfe ausgeglichen. Da sich ein Grossteil der Flüssigkeit wieder im Hinterteil befindet, richtet sich der Vogel wieder senkrecht auf.
Der gesamte Vorgang wiederholt sich immer wieder, solange der Temperaturunterschied zwischen Kopf und Hinterteil bestehen bleibt. Diesen kann man leicht erzeugen, indem man ein Glas mit Wasser vor den Vogel stellt. Beim Kippen nach vorne wird der Kopf immer wieder befeuchtet und die Bewegung hält ohne ersichtlichen äusseren Antrieb an.

Dieses Wippen ist eine Form von mechanischer Arbeit. Als kleine Wärmekraftmaschine nutzt der Vogel die Temperaturdifferenz zwischen Kopf und Hinterteil, die durch das Verdampfen entsteht. Aus der Umgebungswärme gewinnt er die Antriebsenergie, die für die Bewegung der Vogels notwendig ist. Es scheint, als wäre dieser Kreislauf unendlich möglich, da die Bewegungsenergie wiederum in Wärme umgewandelt werden kann. Auch wenn der Energieerhaltungssatz hierbei nicht verletzt wird, ist es aber nicht möglich, durch örtliche Abkühlung gewonnene Wärme komplett in mechanische Arbeit umzuwandeln (zweiter Hauptsatz der Thermodynamik). Die Umwandlung von Arbeit in Wärme ist nämlich immer irreversibel. In einem abgeschlossen System gibt es keine Möglichkeit, denn Prozess ohne Veränderung im System rückgängig zu machen. Die Irreversibilität wird durch die Entropie S ausgedrückt, welche den Ordnungszustand eines Systems vieler Teilchen beschreibt. Das heisst, ein Prozess ist durch die Entropieproduktion unumkehrbar. Sie sorgt auch dafür, dass unsere Begriffe von vorher und nachher überhaupt einen Sinn erhalten.
Die Entropie ist eine Grösse, die mit steigender Unordnung der Teilchen zunimmt. Und je grösser die Entropie ist, umso grösser ist auch die Wahrscheinlichkeit, dass ein solcher Zustand auftritt. Da ein Gesamtsystem nie in einen unwahrscheinlichen Zustand übergehen wird, nimmt die Gesamtentropie immer zu. Das heisst, bei allen irreversiblen Prozessen muss Entropie entstehen. Zusammen mit der Enthalpie bestimmt die Entropie den Ablauf aller Vorgänge in der Natur. Diesen Zusammenhang zeigt die Gibb's-Helmholtz-Gleichung auf: ΔG = ΔH  -  T·ΔS
Ist ΔRG° < 0, so kann ein Vorgang von selbst, ohne Arbeit oder Energiezufuhr ablaufen. Eine Reaktion würde man in diesem Fall als exergonisch bezeichnen.
Beim Prozess des Vogels bleibt die Enthalpie H des gesamten Systems gleich. Sie kann also nicht der Grund für den Ablauf des Vorgangs sein. Folglich muss also eine Entropiezunahme geschehen.
Im System ist die Änderung der Entropie nicht direkt erkennbar, wodurch dieses Spielzeug so komplex  erscheint. Gesamthaft gesehen (betrachtetes System und Umgebung) findet aber sehr wohl eine Entropiezunahme statt, und zwar, wenn das Wasser vom Kopf verdunstet und in den gasförmigen Zustand übergeht. Durch die Sonne, welche die Luftmassen immer wieder erwärmt und abkühlen lässt, befindet sich unsere Zimmerluft nicht in einem thermodynamische Gleichgewicht mit 100% Luftfeuchtigkeit. Wenn die Flüssigkeit in den gasförmigen Zustand übergeht, bringt es das Gesamtsystem näher an diesen Gleichgewichtszustand, weshalb der Prozess abläuft. In einem abgeschlossenen System (zum Beispiel unter einer Glasglocke) würde der Vogel zum Stillstand kommen, da die relative Luftfeuchtigkeit bald 100 % erreicht.

geschlossen: Frage wurde verschoben zur Nanolounge: https://www.nanolounge.de/20893
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