Wrmekraftmaschine Carnotscher Wirkungsgrad Carnotscher Kreisprozess Von Oliver Schwarz

Wärmekraftmaschine Carnotscher Wirkungsgrad Carnotscher Kreisprozess Von Oliver Schwarz

Die Wärmekraftmaschine Carnot: 1796 -1832 1824: Publikation eines Gedankenexperiments: Der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine

Die Wärmekraftmaschine Eine Wärmekraftmaschine nimmt Energie in Form von Wärme aus einem System 1 auf. Ein Teil der Wärme wird in Arbeit umgesetzt, der Rest wird in ein System 2 abgegeben.

Die Wärmekraftmaschine Durch den 2. Hauptsatz gilt: T 1>T 2. Wobei Q 1>0 und Q 2<0. Die vom System geleistete Arbeit ergibt sich also aus - W = Q 1 + Q 2

Carnotscher Wirkungsgrad Dabei interessieren nur 2 Größen: Wie viel Wärme wird in das System gesteckt Wie viel Arbeit leistet das System

Carnotscher Wirkungsgrad Da Q 2 negativ ist, muss der theoretische Wirkungsgrad unter 1 liegen. Praktisch liegt er weit unter 1 (0, 3 für Ottomotor, 0, 5 für Dieselmotor. )

Carnotscher Kreisprozess • • 1. Schritt: Isotherme Expansion 2. Schritt: Adiabatische Expansion 3. Schritt: Isotherme Kompression 4. Schritt: Adiabatische Kompression Wichtig: Alle Vorgänge laufen reversibel ab.

Carnotscher Kreisprozess • 1. Schritt: Isotherme Expansion bei T 1. Das Gas expandiert und leistet dabei Volumenarbeit. Die Energie wird der Wärme entzogen, das Gas sollte abkühlen. Ein Wärmebad hält die Temperatur dabei konstant.

Carnotscher Kreisprozess Problem dabei: Das Gas hat kein Bestreben zu expandieren. Lösung: Äußere Einflüsse (Druck) müssen geändert werden. Somit ist der Vorgang jedoch nicht mehr reversibel.

Carnotscher Kreisprozess • Schritt 2: Adiabatische Expansion Das Gas expandiert weiter und leistet Volumenarbeit. Hier kühlt sich das Gas jedoch zusätzlich ab, wodurch der Enddruck geringer ist als bei der isothermen Expansion bis T 2

Carnotscher Kreisprozess • Schritt 3: Isotherme Kompression Das Gas wird bei T 2 isotherm komprimiert. An dem Gas wird Arbeit verrichtet, die in Form von Wärme an das Wärmebad abgegeben wird.

Carnotscher Kreisprozess • Schritt 4: Adiabatische Kompression An dem Gas wird weiterhin Arbeit verrichtet, es kann jedoch keine Energie in Form von Wärme mehr abgeben. Es wird wärmer und erreicht den Anfangszustand.