Kreisprozess: Unterschied zwischen den Versionen

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Version vom 26. Mai 2008, 10:21 Uhr

Bei einem Kreisprozess verändert ein homoges System seinen Zustand über mehrere Teilprozesse, bis es wieder in den Anfangszustand zurück gekehrt ist. Ein idealer oder reversibler Kreiprozess besteht aus einer Abfolge von Gleichgewichtszuständen. Ingenieure unterscheiden zwischen rechts herum laufenden und links laufenden Kreisprozessen. Erstere setzen Energie frei und werden in Wärmekraftmaschinen realisiert. Links laufende Prozesse treten in Wärmepumpen auf.

In der Thermodynamik untersucht man meistens ideale Kreisprozesse mit den beiden extensiven Zustandsgrössen Volumen und Entropie. Bei diesen Kreisprozessen wird entweder geheizt bzw. gekühlt oder komprimiert bzw. expandiert. Der Heizprozess kann isochor oder isobar, der Kompressionsprozess isentrop oder isotherm geführt werden. Solche Prozesse, bei denen die Entropie durch Zu- oder Abfuhr und das Volumen durch Vernichtung (Kompression) und Erzeugung (Expansion) verändert wird, lassen sich mit Hilfe des Carnotors simulieren.

Beispiele reversibler Kreisprozesse:

rechts laufende Kreisprozesse zwischen zwei Wärmebädern fester Temperatur
weitere rechts laufende Kreisprozesse
links laufende Kreisprozesse
- Kaltdampfprozess
- Heissdampfprozess

Ideale, rechts laufende Kreisprozesse, die zwischen dem Wärmebad der Temperatur T₁ und einem der Temperatur T₂ arbeiten, weisen den Carnot-Wirkungsgrad auf

[math]\eta_C=1-\frac{T_1}{T_2}[/math]

Bei idealen, links laufenden Kreisprozessen redet man von einer Leistungsziffer. Die ideale Leistungsziffer eines zwischen T₁ und T₂ links laufenden Kreisprozesses ist bei einer Wärmepumpe gleich

[math]\epsilon_C=\frac{T_2}{T_2-T_1}[/math]

und bei einer Kältemaschine gleich

[math]\epsilon_C=\frac{T_1}{T_2-T_1}[/math]

Die unterschiedliche Temperatur im Zähler ergibt sich aus dem Anwendungszweck: bei der Wärmepumpe interessiert die auf höherem thermischen Niveau (Temperatur T₂) abgegebene Wärme, bei einer Kältemaschine die im kalten Bereich bei T₁ abgezogene Wärme.

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-Bei einem '''Kreisprozess''' verändert ein homogen [[System]] seinen [[Zustand]] über mehrere Teilprozesse, bis es wieder in den Anfangszustand zurück gekehrt ist. Ein idealer oder reversibler Kreiprozess besteht aus einer Abfolge von Gleichgewichtszuständen.
+Bei einem '''Kreisprozess''' verändert ein homoges [[System]] seinen [[Zustand]] über mehrere Teilprozesse, bis es wieder in den Anfangszustand zurück gekehrt ist. Ein idealer oder reversibler Kreiprozess besteht aus einer Abfolge von Gleichgewichtszuständen. Ingenieure unterscheiden zwischen '''rechts''' herum laufenden und '''links''' laufenden Kreisprozessen. Erstere setzen Energie frei und werden in [[Wärmekraftmaschine]]n realisiert. Links laufende Prozesse treten in [[Wärmepumpe]]n auf.
 In der Thermodynamik untersucht man meistens ideale Kreisprozesse mit den beiden extensiven Zustandsgrössen [[Volumen]] und [[Entropie]]. Bei diesen Kreisprozessen wird entweder geheizt bzw. gekühlt oder komprimiert bzw. expandiert. Der Heizprozess kann [[isochor]] oder [[isobar]], der Kompressionsprozess [[isentrop]] oder [[isotherm]] geführt werden. Solche Prozesse, bei denen die Entropie durch Zu- oder Abfuhr und das Volumen durch Vernichtung (Kompression) und Erzeugung (Expansion) verändert wird, lassen sich mit Hilfe des [[Carnotor]]s simulieren.
+Beispiele reversibler Kreisprozesse:
+*rechts laufende Kreisprozesse zwischen zwei Wärmebädern fester Temperatur
+**[[Carnot-Zyklus]]
+**[[Ericson-Zyklus]]
+**[[Stirling-Zyklus]]
+*weitere rechts laufende Kreisprozesse
+**[[Joule-Zyklus]]
+**[[Otto-Zyklus]]
+**[[Diesel-Zyklus]]
+**[[Clausius-Rankine-Prozess]]
+*links laufende Kreisprozesse
+**[[Kaltdampfprozess]]
+**[[Heissdampfprozess]]
+Ideale, rechts laufende Kreisprozesse, die zwischen dem Wärmebad der Temperatur ''T<sub>1</sub>'' und einem der Temperatur ''T<sub>2</sub>'' arbeiten, weisen den Carnot-Wirkungsgrad auf
+:<math>\eta_C=1-\frac{T_1}{T_2}</math>
+Bei idealen, links laufenden Kreisprozessen redet man von einer Leistungsziffer. Die ideale Leistungsziffer eines zwischen ''T<sub>1</sub>'' und ''T<sub>2</sub>'' links laufenden Kreisprozesses ist bei einer Wärmepumpe gleich
+:<math>\epsilon_C=\frac{T_2}{T_2-T_1}</math>
+und bei einer Kältemaschine gleich
+:<math>\epsilon_C=\frac{T_1}{T_2-T_1}</math>
+Die unterschiedliche Temperatur im Zähler ergibt sich aus dem Anwendungszweck: bei der Wärmepumpe interessiert die auf höherem thermischen Niveau (Temperatur ''T<sub>2</sub>'') abgegebene [[Wärme]], bei einer Kältemaschine die im kalten Bereich bei ''T<sub>1</sub>'' abgezogene Wärme.
 [[Kategorie:Thermo]]