Isobares Heizen

Ideale Gase lassen sich heizen oder kühlen und drücken (komprimieren) oder entspannen (expandieren). Sowohl der Heiz- bzw. Kühlprozess als auch der Kompressions- bzw. Expansionsprozess können auf zwei verschiedene Arten geführt werden. So sind insgesamt vier verschiedene Prozessführungen möglich.

1. Wie heissen die vier Grundprozesse, denen ein homogenes Fluid unterworfen werden kann?
2. Wie muss der Carnotor geschaltet sein, damit isobares Heizen möglich ist?
3. Formulieren Sie die Energiebilanz zu einem beliebigen Zeitpunkt (Leistungsbilanz) für das isobare Heizen?
4. Wie berechnet man die thermische zugeführte Energie (Wärme), wenn sowohl Anfangs- und Endtemperatur als auch Art und Menge des Stoffes bekannt sind?
5. Wie gross ist die Änderung der inneren Energie
6. Um wie viel ändert sich die Entropie?
7. Wie verläuft der Prozess im T-S-Diagramm?
8. Wie verläuft der Prozess im p-V-Diagramm?

Hinweis: Das Verhalten des idealen Gases ist durch das universelle Gasgesetz [math]\displaystyle{ pV = n R T }[/math] und entweder durch das energetische [math]\displaystyle{ \Delta U = n \hat c_V \Delta T }[/math] oder durch das entropische [math]\displaystyle{ \Delta S = n\left(\hat c_V \ln\frac{T_2}{T_1} + R \ln\frac{V_2}{V_1}\right) }[/math] Stoffgesetz bestimmt.

Lösung