Wärmelehre - gilligan-online

Thermische Maschinen
Maschinen zur Umwandlung und zum Transport von Wärme
Wärmekraftmaschinen
Thermische Maschinen zur
Umwandlung
von Wärme in Arbeit
Kältemaschinen
Thermische Maschinen zum Transport
von Wärme unter Arbeitsaufwand
von einem Temperaturbad T 1
auf ein Temperaturbad T 2 > T1
Kühlmaschinen
Nutzen: Kühlung
Wärmepumpen
Nutzen: Heizung
Abb. 6-03: Zur Nomenklatur Thermischer Maschinen.
6.2.3 Einfacher Kreisprozess – Wirkungsgrad
Als Beispiel wird ein einfacher Kreisprozess vorgestellt.
Eine einfache Wärmekraftmaschine ist definiert als eine Maschine, die zwischen zwei
Temperaturbädern und T < arbeitet. Es ist dabei (vgl. Abb. 6-01)
T2
1 T2
• Q2
die Wärmeaufnahme bei der Temperatur T2
• Q1
die Wärmeabgabe bei der Temperatur T1
• W die nach außen abgegebene Arbeit
Da der Endzustand und der Anfangszustand identisch sind, ist die Innere Energie U
zur Beschreibung des Prozesses einer Wärmekraftmaschine ungeeignet. Da für einen
Zyklus des Kreisprozesses die Änderung der Inneren Energie ΔU = 0 ist, ergibt
der 1. Hauptsatz als Energiebilanz der Maschine
Q
1 + Q2
+ W =
0
Will man die aufgenommenen und die abgegebenen Energiebeträge kennzeichnen,
muss man die Gleichung mit Beträgen und den entsprechenden Vorzeichen schreiben.
W
= Q 2 − Q 1
Unter einer idealen Wärmekraftmaschine versteht man eine Anordnung, die so arbeitet,
dass alle vorkommenden Zustandsänderungen als reversible, quasistatische
Vorgänge beschrieben werden können. Dazu sind notwendig
• reibungsfreie Führung,
• Prozesse als quasistatisches reversibles Durchlaufen von aufeinanderfolgenden
Gleichgewichtszuständen,
Wärmelehre – Abschnitt 6
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’2. Hauptsatz der Wärmelehre’