Wärmelehre - gilligan-online

Damit kann eine Temperaturskala definiert werden, die nicht mehr von den Stoffeigenschaften
eines Gases abhängt und die die Temperaturmessung über den Temperaturbereich
hinaus, in dem Gasthermometer eingesetzt werden können, festlegt.
Dazu misst man die umgesetzten Wärmen bei reversiblen Kreisprozessen. Durch die
Messung von Wärmen wird eine Temperaturskala definiert, die unabhängig von
Stoffeigenschaften ist.
Diese Temperaturskala wird wieder am Tripelpunkt des Wassers festgebunden. Die
so definierte Temperaturskala nennt man
die absolute thermodynamische Temperaturskala.
Die in Abschnitt 2.3.3 definierte – und noch von den Gaseigenschaften abhängige
Gastemperatur – ist im Temperaturbereich ihrer Gültigkeit mit der absoluten thermodynamischen
Temperaturskala identisch.
6.8 Kältemaschinen
Wenn man den einer Wärmekraftmaschine zugrunde liegenden Kreisprozess in Gegenrichtung
ablaufen lässt, dann ändern sich die Richtungen der Energieübertragung.
Die grundsätzliche Wirkungsweise einer solchen Maschine ist aus Abb. 6-02 ersichtlich:
• Die beiden Wärmebäder haben die Temperaturen T1
und T2
(mit T 2 > T1).
• Der Arbeitsstoff nimmt aus dem Wärmebad der Temperatur T1
die Wärme Q1
auf.
• Der Arbeitsstoff nimmt die Arbeit W auf, d. h. an dem System wird Arbeit verrichtet.
• Der Arbeitsstoff gibt an das Wärmebad der Temperatur die Wärme Q ab.
Der 1. Hauptsatz liefert
Q + W + Q 0
1 2 =
oder mit Beträgen beschrieben
Q + W =
1 Q 2
T2
2
Diese Maschine liefert also die bei der Temperatur 1 aufgenommene Wärme Q
und die aufgenommene Arbeit W beim Wärmebad als Wärme Q ab.
T 1
T2
2
• Dem Wärmebad T1
wird die Wärme Q1
entzogen.
• Dem Wärmebad T2
wird die Wärme Q2
zugeführt.
• Dazu muss Arbeit zugeführt werden.
Die Maschine leistet also unter Arbeitsaufwand Wärmetransport gegen das Temperaturgefälle.
Sie ist für zwei Zwecke einsetzbar (vgl. Abb. 6-03).
• Als Wärmepumpe wird die Kältemaschine zu Heizzwecken verwendet. Der
Nutzen ist die Ablieferung von Wärme bei höherer Temperatur. Als Reservoir,
dem Wärme entzogen wird, kann Wasser, Luft oder auch der Erdboden dienen.
• Als Kühlmaschine wird die Maschine zu Kühlzwecken benutzt. Der Nutzen ist
Wärmeentzug aus einem Wärmebad tiefer Temperatur.
Wärmelehre – Abschnitt 6
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’2. Hauptsatz der Wärmelehre’