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Lernmaterialien
Definieren Sie den Begriff Energie. Welche Einheiten sind Ihnen zur Messung der Energie bekannt?
Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu leisten.
Einheiten: J, Nm, Ws, kWh
Definieren Sie die Begriffe:
1) offenes System
2) geschlossenes System
3) adiabates System / abgeschlossenes System
1) offen: Massen- und Energiestrom möglich
2) geschlossen: nur Energiestrom möglich
3) adiabat / abgeschlossen: weder Energie- noch Massenstrom
Was heißt isentrop?
Die Entropie des Systems ist konstant. Es gibt also keinen Wärmeaustausch mit der Umgebung und keine Reibungsverluste, was typisch für schnelle Zustandsänderungen ist. Ein adiabatisch reversibler Prozess ist immer auch isentrop, die Umkehrung gilt aber nicht.
Nennen Sie Zustandsgrößen und Prozessgrößen.
Zustandsgrößen: Energie, Volumen, Enthalpie (direkt oder indirekt messbar)
Prozessgrößen: Wärme, Arbeit
Was versteht man unter einer polytropen Zustandsänderung?
Die Polytrope ist der verallgemeinerte Fall einer Zustandsänderung, bei der sich alle Zustandsgrößen ändern können.
Wie errechnet sich die spezifische Energie im Nassdampfgebiet und woher bezieht man die notwendigen Größen?
u=u'+x*(u''-u')
mit u' und u'' aus der internationalen Dampftafel
Ein Erfinder bietet einen Schiffsantrieb an, dessen Energie aus dem Meer entnommen werden soll. Begründen Sie Ihre Ablehnung.
Widerspruch zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik (es ist kein Perpetuum Mobile zweiter Art möglich) .
Wo liegt die Polytrope im Nassdampfgebiet?
Die Polytrope liegt im Allgemeinen zwischen der Isothermen und der Isentropen. Während der Zustandsänderung findet eine Wärmeeinwirkung statt.
Nennen Sie thermische und kalorische Zustandsgrößen.
thermisch: p, v, T
kalorisch: u, h, s
Warum ist die Kombination von Kältemaschine und Wärmepumpe in der Praxis besonders wirtschaftlich?
Weil die Abwärme der Kältemaschine für die Wärmepumpe genutzt werden kann. (Wärmerückgewinnung)
Bezeichnen Sie die einzelnen Zustandsänderungen des offenen Gasturbinenprozesses mit Wärmerückgewinnung.
1. Ansaugen von Frischluft aus der Atmosphäre in den Verdichter. Verdichtung
2. Vorwärmung der komprimierten Luft mit Hilfe von Abgasen (isobar)
3. Weitere Erhitzung in der Brennkammer durch Verbrennung von Brennstoff
4. Expansion in der Turbine unter Abgabe von Arbeit
5. Rückgewinnung eines Teils der Abgasenthalpie an Frischluft mit Wärmetauscher
6. Abgase aus dem Wärmetauscher gelangen in die Atmosphäre
In einem durch einen verschiebbaren Kolben verschlossenen Zylinder befindet sich ein ideales Gas. Widerspricht die Abnahme der Entropie bei einer Expansion dem zweiten Hauptsatz?
Nein, denn die Entropie kann zwar im Gesamtsystem nicht abnehmen, in Teilsystemen ist dies jedoch möglich.
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