Technische Thermodynamik 1 Beispiel zu IV.6.4 Reversible Zustandsänderung Eine 2 l Softdrink-Plastikflasche enthält Luft bei einem Druck von 12,5 bar und einer Temperatur von 300 k. Wieviel Arbeit kann die Luft leisten, wenn sie (a) reversibel isotherm (b) reversibel adiabat auf einen Druck von 1 bar entspannt wird? Luft kann unter diesen Bedingungen als ideales Gas mit einem Isentropenexponenten κ = 1,4 betrachtet werden. 1 Technische Thermodynamik 1 Beispiel zu IV.6.4 2 Technische Thermodynamik 1 Beispiel zu IV.6.4 Reversible Zustandsänderung Eine 2 l Softdrink-Plastikflasche enthält Luft bei einem Druck von 12,5 bar und einer Temperatur von 300 k. Wieviel nützliche Arbeit kann erzeugt werden, wenn die Luft (a) reversibel isotherm (b) reversibel adiabat auf einen Druck von 1 bar entspannt wird? Die ausströmende Luft muss die Umgebungsluft verdrängen, d.h. Verschiebearbeit leisten, die nicht für einen technischen Prozess genutzt werden kann. 3 Technische Thermodynamik 1 Beispiel zu IV.6.4 4 Technische Thermodynamik 1 Beispiel zu IV.6.4 Irreversible Zustandsänderung Eine 2 l Softdrink-Plastikflasche enthält Luft bei einem Druck von 12,5 bar und einer Temperatur von 300 k. Wieviel Energie wird freigesetzt, wenn die Flasche explodiert? Luft kann unter diesen Bedingungen als ideales Gas mit einem Isentropenexponenten κ = 1,4 betrachtet werden. 5 Technische Thermodynamik 1 Beispiel zu IV.6.4 6 Beispiele zu IV Technische Thermodynamik 1 - In welcher Form wird bei der isothermen Kompression eines idealen Gases Energie über die Systemgrenze transportiert? Arbeit und Wärme werden zugeführt. Arbeit wird zu- und Wärme wird abgeführt. Arbeit wird ab- und Wärme wird zugeführt. Arbeit wird zugeführt und es erfolgt kein Wärmeaustausch. - Bei der reversiblen isothermen Kompression eines idealen Gases nimmt die Entropie S zu nimmt die Entropie S ab. - Kennzeichnen Sie das p,v-Diagramm, in dem alle Zustandsänderungen eines idealen Gases richtig eingezeichnet sind. - Kennzeichnen Sie nachfolgend die Zustandsänderungen eines idealen Gases, bei denen eine Entropiezunahme auftritt: reversibel isotherme Entspannung reversibel isochore Druckabsenkung reversibel adiabate Entspannung. 7 Beispiele zu IV Technische Thermodynamik 1 - In welcher Form wird bei der isothermen Kompression eines idealen Gases Energie über die Systemgrenze transportiert? Arbeit und Wärme werden zugeführt. Arbeit wird zu- und Wärme wird abgeführt. Arbeit wird ab- und Wärme wird zugeführt. Arbeit wird zugeführt und es erfolgt kein Wärmeaustausch. - Bei der reversiblen isothermen Kompression eines idealen Gases nimmt die Entropie S zu nimmt die Entropie S ab. - Kennzeichnen Sie das p,v-Diagramm, in dem alle Zustandsänderungen eines idealen Gases richtig eingezeichnet sind. - Kennzeichnen Sie nachfolgend die Zustandsänderungen eines idealen Gases, bei denen eine Entropiezunahme auftritt: reversibel isotherme Entspannung reversibel isochore Druckabsenkung reversibel adiabate Entspannung. 8