Lernzettel Flashcards
(54 cards)
- Hauptsatz der Thermodynamik
das Energie weder
erzeugt, noch vernichtet werden kann.
- Hauptsatz der Thermodynamik
Generauer gesagt
handelt er von der Wertminderung der Energie während eines Prozesses, die sich in der
Entropieproduktion bzw. der verpasste Möglichkeit der Verrichtung von Arbeit äußert.
Irreversible Prozesse
Alle realen Prozesse sind irreversibel. Reversible
Prozesse existieren nicht. Wenngleich reversible
Prozesse nicht vorkommen können, so können sie
wenigstens erdacht werden.
Prinzip von Clausius
Es kann nie Wärme aus einem kälteren in einen wärmeren Körper übergehen, wenn nicht gleichseitig eine
andere damit zusammenhängende Änderung eintrifft.
Prinzip von Thomson:
Es ist unmöglich für ein System, einen thermodynamischen
Kreisprozess umzusetzen, der einen Netto‐Arbeitsstrom an die
Umgebung abgibt während es einen äquivalenten Wärmestrom aus
einem thermischen Reservoir* bezieht.
Exergiestrom
Vereinfacht kann diese als
Energie gesehen werden, die in alle andere Energieformen umgewandelt
werden kann. Potenzielle und kinetische Energie sind Formen reiner
Exergie, mechanische und elektrische Arbeitsströme sind Exergieströme
im Übergang.
wovon hängt die Exergie ab?
Ja, die Exergie eines Systems hängt von der Umgebung ab, da sie das Potenzial beschreibt, nutzbare Arbeit im Vergleich zu den Umgebungsbedingungen zu leisten. Diese Bedingungen, insbesondere Temperatur und Druck, bestimmen, wie viel Energie tatsächlich in Arbeit umgewandelt werden kann. Exergie ist null, wenn das System im Gleichgewicht mit der Umgebung ist, und nimmt ab, wenn der Unterschied zwischen System und Umgebung kleiner wird.
Geben Sie die Entropie‐Form des 2. Hauptsatzes wieder
Die Entropie eines abgeschlossenen Systems kann nur zunehmen oder konstant bleiben.
Was sind typische Merkmale aller Wärmekraftmaschinen?
Typische Merkmale sind: Wärmeaufnahme, Arbeitserzeugung und Abgabe von Abwärme.
Eine wassergekühlte Kolben‐Zylindereinheit enthält Gas. Während eines Verdichtungsprozesses, welcher von Reibung begleitet ist, wird
die Entropie des Gases (niemals, manchmal, immer) zunehmen. Erklären und Diskutieren Sie
Irreversible Prozesse, wie die durch Reibung verursachten, führen immer zu einer Erhöhung der Entropie im System, da mechanische Arbeit in Wärme umgewandelt wird, die ungeordnet auf die Moleküle des Gases übertragen wird.
die Entropie eines Systems bei einem Wärmeübertragungsprozess immer zunimmt
Die Aussage, dass die Entropie eines Systems bei einem Wärmeübertragungsprozess immer zunimmt, ist unvollständig. Die Entropie eines Systems kann zunehmen oder abnehmen, abhängig davon, ob Wärme aufgenommen oder abgegeben wird. Die Gesamtentropie von System und Umgebung nimmt jedoch immer zu (oder bleibt gleich) gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Irreversible Prozesse sorgen immer für eine Entropiezunahme, während reversible Prozesse keine Gesamtentropiezunahme bewirken.
F 5.I) Ist der Betrieb einer Wärmekraftmaschine ohne Abgabe von Abwärme an ein Niedertemperaturreservoir möglich? Erklären Sie.
Der Betrieb einer Wärmekraftmaschine ohne die Abgabe von Abwärme an ein Niedertemperaturreservoir ist thermodynamisch unmöglich. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik und der Carnot-Kreisprozess zeigen, dass immer ein Teil der zugeführten Wärme als Abwärme an die Umgebung abgegeben werden muss, um Arbeit zu erzeugen. Eine Maschine mit 100 % Wirkungsgrad kann es nicht geben.
Was sind typische Merkmale aller Wärmekraftmaschinen?
Der thermische Wirkungsgrad einer irreversiblen Wärmekraftmaschinen ist immer
niedriger als der einer reversiblen Wärmekraftmaschine.
* Alle reversiblen Wärmekraftmaschinen haben den gleichen thermischen Wirkungsgrad.
3. Abgabe von Abwärme an ein Niedertemperaturreservoir:
5. Begrenzter Wirkungsgrad durch carnot
F 5.M) Wie lautet die Kelvin–Planck‐Form des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik?
Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik: Dieser besagt, dass nicht die gesamte zugeführte Wärme in Arbeit umgewandelt werden kann. Ein Teil muss immer als Abwärme abgegeben werden.
Netto-Arbeitsstrom: Wenn das System Arbeit abgibt, muss es die aufgenommene Wärme teilweise in Arbeit umwandeln und gleichzeitig einen Teil an die Umgebung abgeben. Daher kann es nicht mehr Netto-Arbeit an die Umgebung abgeben, als es aus dem Reservoir aufnimmt.
Der Carnot‐Faktor und der Carnot‐Wirkungsgrad können den gleichen Wert haben. Erklären Sie, warum es sich dennoch
um sehr unterschiedliche Größen handelt.
Carnot-Faktor: Maß für den theoretisch maximalen Wirkungsgrad, basierend auf den Temperaturen der Reservoirs. Es gibt das Verhältnis der Energieumwandlung an.
Carnot-Wirkungsgrad: Maß für den Wirkungsgrad einer idealen Wärmekraftmaschine, die nach dem Carnot-Zyklus arbeitet. Es beschreibt, wie effizient ein reales System arbeiten könnte, wenn es ideal wäre.
“Energieübertragung von einem System zum anderen aufgrund …
eines Temperatur‐unterschieds…von warm zu kallt immer
Energie ist keine Prozessgröße, sondern
eine Zustandsgröße.
Wärme und Arbeit existieren nur während
eines Übertragungsprozesses.
Arbeit ist das Integral der
Leistung über die Zeit
Innere Energie
sensible Energie
‐ latente Energie
‐ chemische Energie
‐ nukleare Energie
thermische energie?
sensible Energie
‐ latente Energie
sensible Energie und latente energie unterschied
Eine Zunahme der thermischen Energie, die nicht mit
einer Zunahme der Temperatur einhergeht, führt zu einer
Veränderung der latenten Energie (latent=versteckt, nicht
mit dem Thermometer nachweisbar)
Beim stationären System entspricht die Summe aller Arbeits‐ und Wärmeströme
der Änderung
der Energie des Massenstroms (bzw. der Massenströme
Warum ist es fehlerhaft zu sagen, dass ein System Wärme enthält?
Wärme ist keine Energieform, sondern lediglich der Prozess des „Fließens“ von Energie von einer höhere Temperatur zu einer niedrigen Temperatur.
