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| + | * die Zustandsgrößen, die den inneren Zustand des Systems beschreiben (innere Energie, Temperatur, Druck und Volumen). | ||
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Version vom 11. Mai 2015, 11:12 Uhr
Inhaltsverzeichnis |
Gasgesetze
Zustandsänderungen
Thermodynamische Systeme
Ein thermodynamisches System ist ein Gedankenmodell. Es wird beschrieben durch
- Systemgrenzen
- die über die Systemgrenzen ausgetauschten Prozessgrößen (Arbeit und Wärme)
- die Zustandsgrößen, die den inneren Zustand des Systems beschreiben (innere Energie, Temperatur, Druck und Volumen).
Nach Festlegung der Systemgrenzen kann eine thermodynamisches System bilanziert werden. Es gelten die allgemeinen Bilanzgleichungen, die man sich leicht am Beispiel des eigenen Körpergewichts veranschaulichen kann. Allgemeine Gleichung
Körpergewicht
Kontostand
Energiebilanz (1. Hauptsatz der Thermodynamik)
Beispiel Haus
Aufgabe Haus
Zustands- und Prozessgrößen
Zuordnung
Handelt es sich bei den angegebenen Größen um Zustandsgrößen oder um Prozessgrößen
| Zustandsgrößen | Temperatur | Druck | Volumen | Innere Energie |
| Prozessgrößen | Wärme | Arbeit |
Kreisprozesse
1. Hauptsatz
Die Änderung der inneren eines Systems ist gleich der Summe der dem System zu- bzw. abgeführten Wärme plus der Summe der dem System zu- bzw. abgeführten Arbeit.
2. Hauptsatz
Eine gute Zusammenfassung einschließlich verschiedener Definitionen des 2.Hauptsatzes findet sich hier. Die wesentlichen Aussagen lauten:
- Wärme bewegt sich nur von einem höheren zu einem niedrigen Temperaturniveau, nie umgekehrt
- Wärme kann nur bedint in mechanische Arbeit umgewandelt werden.
- Zusammen mit Wärme strömt immer Entropie.Der Begriff der Entropie wird sehr verständlich erläutert in diesem Video, das bei einem SienceSlam aufgezeichnet wurde.
- Bei irreversiblen Vorgängen entsteht Entropie zu (es entsteht Wärme).
Wärmekraftmaschinen (rechtslaufender Kreisprozess)
Eine Wärmekraftmaschine ist eine Maschine, die Wärme in mechanische Energie umwandelt. Beispiele sind Dampfmaschine, Dampfturbine, Stirling-Motor und alle Verbrennungsmotoren. Auf dieser Seite ist eine Wärmekraftmaschine am Beispiel einer Dampfmaschine als Versuch demonstriert Wärmekraftmaschinen nutzen „rechtslaufende“ Kreisprozesse, bei denen die geschlossene Kurve etwa im T-S oder p-v-Diagramm im Uhrzeigersinn durchlaufen wird.
 Aufgabe
Energiebilanz Kohlekraftwerk |
Lösung der Aufgabe in diesem Video:
Stirling-Motor
Der Stirling Motor ist ein Motor, der mit heißer Luft (z.B. Abwärme) als Wärmequelle betrieben werden kann. Einen guten Einblick in die Funktionsweise, die physikalischen Grundlagen sowie den Erfinder des Stirling-Motors gibt diese Sendung des bayrischen Fernsehens
Sehr detaillierte und fundierte Informationen zum Stirling-Motor gibt es auf dieser von einer Privatperson betriebenen Seite.
