Wiederholung aus der technischen Thermodynamik

10.05.11

1. Aufgabe

• Wozu dient eine Kesselanlage?
  Umwandlung chemischer Energie in thermische Energie
• Wozu dient eine Kraftanlage?
  chemische Energie zu mechanischer Energie
• Wozu dient ein Generator?
  mech. Energie zu elektrischer Energie

2. Aufgabe

Woraus setzt sich eine physikalische Größe zusammen?
Zahl + SI-Einheit

3. Aufgabe

Formulieren Sie den 1. Hauptsatz der Thermodynamik.

(1)

\begin{equation} U_2 - U_1 = Q_{12} + W_{12} \end{equation}

U = Innere Energie, die aus Molekülkräften, chemischer Bindungsenergie, kinetischer und potentieller Energie kommt
Q = Wärme
W = Arbeit

4. Aufgabe

Was ist die Enthalpie?

Die Enthalpie, auch Wärmeinhalt genannt, ist ein Maß für die Energie eines thermodynamischen Systems. Sie wird in der Regel durch den Buchstaben H (Einheit: Joule, J) symbolisiert, wobei das H vom englischen heat content abgeleitet ist. http://de.wikipedia.org/wiki/Enthalpie

(2)

\begin{eqnarray} H = U + pV \\ h = \frac{H}{m} \end{eqnarray}

5. Aufgabe

Stellen Sie den 1. Hauptsatz für folgendes System auf:

(3)

\begin{eqnarray} W_{t12} + Q_{12} + E_{kin1} + E_{pot1} + U_1 + p_1 V_1 = E_{kin2} + E_{pot2} + U_2 + p_2 V_2 \\ W_{t12} + Q_{12} + 0,5 m c_1^2 + m g z_1 + H_1 = 0,5 m c_2^2 + m g z_2 + H_2 \end{eqnarray}

6. Aufgabe

Wenden Sie den 1. Hauptsatz für thermische Maschinen (Turbine/Verdichter), Wärmeüberträger und Drossel an.

Bei thermischen Maschinen bleibt die Geschwindigkeit im System konstant und es wird im Idealfall keine Wärme übertrage und keine Höhe überwunden.

(4)

\begin{equation} W_{t12} + H_1 = H_2 \end{equation}

Beim Wärmeübertrager bleibt die Geschwindigkeit ebenfalls gleich, ebenso wie der Höhenunterschied. Die technische Arbeit ist hier Null.

(5)

\begin{equation} Q_{12} + H_1 = H_2 \end{equation}

Bei einer Drossel bleibt die Enthalpie konstant.