Frage von KarlMartel, 59

Carnot Prozess ideale Gase?

Hi also ich hab gerade mal die altklausuren Angefagen zu rechnen komme aber mit der Aufgaben Stellung nicht ganz klar mein Problem liegt schon ganz am anfang 4.1 was ist die Entropie der charakteristischen Zustandspunkte und wie berechne ich Sie danke :)

Ein Carnot-Prozess mit 1 kg Luft als Arbeitsmittel soll zwischen 27 °C und 500 °C betrieben werden. Der niedrigste Druck beträgt 0,25 bar, die zugeführte Wärme 250 kJ/kg. Die Luft kann als ideales Gas betrachtet werden. Ri =0,2871 kJ/(kg K); κ = 1,4; cp = 1,005 kJ/(kg K).

Berechnen Sie: 4.1 Druck, spezifisches Volumen, Temperatur und Entropie der charakteristischen Zustandspunkte,

4.2 die abgeführte Wärme und die abgeführte Arbeit des Kreisprozesses,

4.3 den thermischen Wirkungsgrad.

4.4 Stellen Sie den Prozess in einem T-s-Diagramm und in einem p-v-Diagramm dar.

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von fjf100, Community-Experte für Mathe, 35

siehe Physik-Formelbuch "Carnotprozeß". Da stehen alle notwendigen Formeln drin.Bekommt man privat in jeden Buchladen.

oberster Punkt ist bei T1 ,P1

unterster Punkt unten rechts T3 ,P3

folgende Zustandsänderungen werden durchlaufen

1. "isotherme Expansion" (1 - 2) von Punkt 1 nach Punkt 2

2. "adiabatische Expansion" (2 -3)

3. "isotherme Kompression" (3 - 4)

4. "adiabatische Kompression" (4 - 1)

Thermische Wirkungsgrad des "Carnotprozesses" ist n=(T1 - T2/T1 

HINWEIS : Alle Formeln ,kann ich hier nicht abtippen.Die Formeln aus den Physik-Formelbuch anwenden und ausrechnen,dass musst du selber machen

Kommentar von KarlMartel ,

danke das ist mir bewusst verstehe nur nicht was dieses Entropie der Charakteristischen Zugangspunkte sein soll ?

Kommentar von fjf100 ,

Ich weis nur,dass in einen T-S-Diagramm,die Fläche unter der Kurve die zugeführte oder abgegebene Wärmemenge q ist.

kleines q weil bezogen auf 1 Kg

Formel (Delta) S= Integarl ( T * ds) mit Tu untere Grenze und To obere Grenze. 

"Charakteristische Zugangspunkte",nehme ich an,ist Punkt 1 ,Anfang des Prozesses und der unterste Punkt 3 rechts.

Die Punkte 2 und 4 liegen ja dazwischen.

HINWEIS : Der Wirkungsgrad ist ja nur von T1 und T2  abhängig.

je höher die Temperatur,bei der die Wärmeenergie zugeführt wird

und je niedriger die Temperatur ,bei der die Wärmemenge abgegeben wird,um so höher ist der Wirkungsgrad.

Ich schätze,dass sind die "Charakteristischen Punkte"

Kommentar von Physikus137 ,

Da adiabatische reversible Zustandsänderungen isentrop sind, sich also die Entropie nicht ändert, ändert diese sich im Carnotprozess ja eh nur in zwei der vier Teilprozessen...

Kommentar von KarlMartel ,

danke für die weiteren Erläuterungen Nachts sollte man einfach nicht mehr Thermodynamik lernen hahaha

Kommentar von fjf100 ,

die adiabatische Zustandsänderung ist ein Prozeß "ohne" den Austausch von Wärmeenergie (rein theoretisch)

In Wirklichkeit ist das aber nicht so, Dampfturbine .

Die Wärmeisolierung verhinder große Wärmeverluste,kann diese aber nicht ganz verhindern.

Folglich findet ein kleiner Wärmeaustausch statt,den man aber bei der Berechnung vernachlässigt.

Die "perfekte Kompression - Expansion" ist die "Isentrope",

Bei der "Isentrope" verändert sich S nicht,somit ist S=Konstant

Verluste treten schon innerhalb der Moleküle statt,weshalb die "I,isentrope" rein theoretisch ist. 

Beispiel : Ist die Expansion des "Heißdampfes" in der Dampfturbine.

Der Endpunkt der "Adiabate" liegt etwas rechts von Endpunkt der "Isentrope" im Gebiet höherer Entropie

Die Endtemperatur der "Isentrope" und der "Adiabate" sind gleich , liegen im T -S-Diagramm auf einer waagerechten Geraden  

FOLGE : Es wird mehr Abwärme an die Umwelt abgeführt und der wärmetechnische Wirkungsgrad der Anlage ist somit etwas geringer.

Antwort
von Physikus137, 33

Kann ganz einfach aus dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik und dem Wissen, ∆S = ∆Q/T, berechnet werden.

Ansonsten siehe hier:

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Carnot-Prozess

Kommentar von KarlMartel ,

ok danke ich werde es gleich mit versuchen aber was soll dieses Entropie der Charakteristischen Zugangspunkte sein ?

Kommentar von Physikus137 ,

War deine Frage auf die Entropie oder auf die charakteristischen Zustandspunkte bezogen?

Kommentar von KarlMartel ,

ja es ging darum was der Prof damit meinte :) also im endeffekt was ich auszurechnen hätte und an welchem punkt :)

Kommentar von KarlMartel ,

Hi ich hab alles durchgerechnet hab leider nur noch das problem mit der Entropie sie soll laut lösung 0,49 beim ersten schritt sein aber das komme ich leider nicht drauf und da wollte ich fragen ob du mir da nochmal unter die Arme greifen kannst :)

Kommentar von Physikus137 ,

Wie hast du denn die Entropie von einem Prozesspunkt berechnet?

Für die Entropieänderung zwischen den Prozessen erhalte ich 0 für die adiabatische reversiblen und ±0,32 für die isothermen Zustandsänderungen.

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