Grundlagen der Quantenmechanik und Statistik - Theoretische ...

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8.6. Der Carnot’sche Kreisprozess
mit der Spannung J [ N/m], einem temperaturabhängigen Koeffizienten A(T) und den
Länge L bzw. L 0 des gedehnten bzw. spannungslosen Drahtes/Stabes.
8.6. Der Carnot’sche Kreisprozess
Der Carnot’sche 10 Kreisprozess ist ein (das?) grundlegende Beispiel für eine thermodynamische
Maschine, die Wärme in Arbeit umwandelt. Carnot (1824) versuchte einen
Zusammenhang zwischen erzeugter Wärme und geleisteter Arbeit für die von Watt 11
(1769) konstruierte Dampfmaschine zu finden 12 .
Grundüberlegung:
◮ Gas bewegt durch Druckkolben
ˆ= ungeordnete Molekülenergie wird in geordnete Bewegungsenergie (der Kolbenmoleküle)
umgewandelt.
◮ Dauerhafte Arbeitsverrichtung bedingt (aus praktischen Gründen) Rückführung
des Kolbens und erneute Gasdruckerzeugung
ˆ= periodischer Prozess ˆ= Kreisprozess.
Der Carnot’sche Kreisprozess besteht aus zwei isothermen und zwei adiabatischen Zustandsänderungen
(Abb. 8.4), schematisch ist dies in Abb. 8.5 dargestellt.
p
Adiabaten( ¯dQ = 0)
IV
I
p 1 ,V 1 ,T 12
p 2 ,V 2 ,T 12
IV
1
4
Q 12
⇓
I
III
⇓
Q 34
2
II
3
T 12 = const.
Isothermen (dT = 0)
T 34 = const.
V
p 4 ,V 4 ,T 34
III
p 3 ,V 3 ,T 34
II
Abbildung 8.4: p-V-Diagramm des Carnot’scher
Kreisprozesses
Abbildung 8.5: Schematischer Ablauf
des Carnot’schen Kreisprozesses
10 Nicolas Léonard Sadi Carnot, 1796-1832, franz. Physiker
11 James Watt, 1736-1819, schott. Erfinder
12 S. Carnot: Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette
puissance. In: Annales scientifiques de l’École Normale Supérieure Sér. 2 1 (1872), S. 393-457
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