8. Übungsblatt - Lehrstuhl für Thermodynamik - Technische ...

i) Glühbirne direkt nach dem Einschalten j) Kaffee in perfekt isolierter Thermoskanne in
fahrendem Auto
Aufgabe 3.4 (Skript S. 56)
Um Gewicht zu sparen, werden bei Formel 1 - Rennen die Reifen der Rennwagen mit Helium befüllt.
Im folgenden soll eine Luftfüllung mit einer Heliumfüllung verglichen werden.
a) Berechnen Sie das von einem Autoreifen (D a = 60cm, D i = 40cm, B = 25cm) eingeschlossene
Gasvolumen, wenn man die Geometrie vereinfacht als Hohlzylinder annimmt und die Dicke des
Reifengummis vernachlässigt.
Di
Da
B
b) Wie viel Mol Luft und wie viel Mol Helium befinden sich im Autoreifen, wenn der Druck der
Füllung p f = 2bar ü und deren Temperatur ϑ f = 20 ◦ C beträgt? Der Umgebungsdruck betrage
p ∞ = 1013mbar.
c) Berechnen Sie die spezifischen Gaskonstanten von Luft (M Luft = 28,96 kg/kmol) und Helium
(M He = 4,00 kg/kmol).
d) Bestimmen Sie die jeweilige sich im Autoreifen befindende Gasmasse.
e) Aufgrund von Rollreibung und mehrerer Abbremsmanöver erwärmt sich die Reifenfüllung
um 10 ◦ C. Berechnen Sie für Luft und Helium den Überdruck, der sich nach der Erwärmung
einstellt. Hierbei kann der Reifen als isochores System betrachtet werden, es findet also keine
Volumenänderung statt.
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