Kapitel 12

1. Schritt: Ventil A wird geöffnet, Dampf wird vom Kolben angesaugt (der Balancier-Balken ist linksetwas schwerer als rechts) bis er am oberen Totpunkt angekommen ist. Beachte: es wird hier nichtmit Überdruck gearbeitet (=athmosphärische Dampfmaschine)!2. Schritt: Das Ventil B wird geschlossen, A wird geöffnet (das mussten früher Kinder gemachen) undes wird kaltes Wasser in den Zylinder eingesprüht bis Dampf kondensiert (leider musste dabei auchder gesamte Zylinder mitgekühlt werden, was zu ernormen Wärmeverlusten führte)⇒ bildet Vakuum(Dampfdruck von Wasser bei Zimmertemperatur = 0.03bar) ⇒ Ventil A wird geschlossen, derKolben wird nach unten gesaugt und zieht an der Wasserpumpe am linken Balancier-Balken). ⇒Schritt 1Weiterer Nachteil: Gegossener Zylinder⇒rauhe Innenfläche, sehr schlechte DichtungWirkungsgrad (ohne Verluste):J kJ kJZugeführte Wärme: Cp⋅Δ T +Δ HVerdampfung= 75.4 ⋅ 90K+ 40.6 = 47.4K⋅mol mol molGeleistete Arbeit:≈90KV mkJwm=−∫p⋅ dV= pV ⋅ m= R⋅ 398K=3.3mol0wgeleistet3.3ε = = = 7% Realistischer Wirkungsgrad: ε=0.5%q 47.4zugeführtAnimation: http://www.keveney.com/newcommen.htmlEmpirische Schlußfolgerung: Zweiter Hauptsatz der ThermodynamikMan kann viele derartige Systeme untersuchen und findet als zusammenfassenden(empirischern) Erfahrungssatz:2. HS: Es ist nicht möglich (in einem zyklischen Prozess) Wärme vollständig inArbeit umzuwandeln!(Nichtexsistenz eines „perpetuum mobile 2. Art“)WS2012 Entropie, freie Enthalpie + Gibbs´sche Gl. 226 3.Entwurf © Dr. Ogrodnik