Wie lässt sich erkennen, ob ein Symbol in einem Energie-Term einer Gleichung spezifisch ist?
Symbole in einem Energie-Term sind meistens spezifisch, wenn der Buchstabe bzw. das Symbol klein geschrieben wird.
Wie lässt sich erkennen, ob ein Symbol in einem Energie-Term eine Energie oder ein Energiestrom ist?
Bei Energieströmen werden die Symbole häufig mit einem Punkt über dem Symbol versehen. Jedoch nicht immer bei der Leistung P und der Strahlung.
Wie ist Enthalpie definiert?
Die Enthalpie ist eine thermodynamische Zustandsgröße, die die Gesamtenergie eines Systems bei konstantem Druck beschreibt. Sie umfasst sowohl die innere Energie des Systems als auch die Arbeit, die aufgrund des Drucks auf das Volumen des Systems geleistet wird.
Was ist der Unterschied zwischen einem geschlossenen und einem offenen System
Geschlossenes System:
—> keine Massenströme über die Systemgrenze
Offene Systeme:
—> Massenströme über Systemgrenze
Suppe wird auf einem Herd erwärmt – ist dies ein stetiger (stationärer) oder transienter Prozess? Erklären Sie die Vorgänge.
Stationäre Prozesse sind Prozesse, die unabhängig von der Zeit sind. Die Zustandsgrößen ändern sich somit nicht mit der Zeit.
Bei der Suppe ändert sich jedoch die Temperatur stetig, sodass es sich nicht um einen stationären Prozess handelt.
Erklären Sie das Konzept von Verschiebearbeit bzw. Verschiebeenergie im Zusammenhang mit einem Kontrollvolumen.
Bei offenen Systemen gibt es einen Massenstrom, der über die Systemgrenze fließt. Hat man nun ein Kontrollvolumen, das beispielsweise an ein Rohr angeschlossen ist, muss auf eine gewisse Masse in dem Rohr eine Verschiebearbeit geleistet werden, um diese Masse in den Kontrollraum zu drücken.
Aus dem Fluiddruck und der Querschnittsfläche des Rohres, lässt sich die Kraft berechnen, die nötig ist. Bringt man die Kraft über die gesamte Verschiebelänge L auf, so muss Verschiebeenergie aufgebracht werden, die sich mit folgender Gleichung berechnen lässt:
Warum reicht es für die Energiebilanz eines offenen stationären Systems nicht aus, lediglich die Änderung des Energieinhalts des Massenstroms zu berücksichtigen?
Die Betrachtung der Änderung des Energiegehalts des Massenstroms reicht nicht aus, da zusätzlich zu dem Massenstrom auch Wärme- und Arbeitsströme die Systemgrenze passieren können.
Was verstehen wir unter dem Kunstgriff von Richard Mollier?
Richard Mollier hatte die Idee, die „nutzlose“ Verschiebarbeit aus dem Nettoarbeitsstrom
herauszulösen und als Verschiebeenergie der innere Energie zuzuschlagen. Die Summe aus
Verschiebeenergie und innerer Energie wird als Enthalpie bezeichnet.
Geben Sie in eigenen Worten die vier Energie-Terme der Energiebilanzgleichung (rechte Seite) eines offenen Systems wieder. Welche beiden Terme werden hiervon zusammengefasst und durch welchen Term substituiert?
Die vier Energie-Terme der Energiebilanzgleichung von offenen Systemen bestehen aus:
Innerer Energie
Verschiebearbeit
Kinetischer Energie
Potenzieller Energie
Innere Energie + Verschiebearbeit = Enthalpie
Was ergibt sich, wenn man von dem Nettoarbeitsstrom eines offenen stationären Systems mit einem Massenstrom die Verschiebearbeitsströme des Massenstroms abzieht?
Es handelt sich dann nur noch um den Nettoarbeitsstrom, der über die Systemgrenzen fließt, ohne den Massenstrom zu berücksichtigen.
Was ist technische Arbeit? Suchen Sie ein Beispiel einer üblichen, stationär arbeitenden Maschine, bei dem die Nutzarbeit eines offenen System nicht der üblichen zwei Arten der technischen Arbeit entspricht.
Technische Arbeit:
—> Wellenarbeit
—> Elektrische Arbeit
Dabei handelt es sich um reine Nutzenergie
Formulieren Sie einen Satz, aus dem deutlich wird, dass Sie die Nutzung der Größe Enthalpie verstanden haben mit Bezug zu … (einem Verbrennungsmotor, einem Solarkollektor, einer Wärmepumpe, einem Lagerfeuer …)
Bei einem Lagerfeuer wird die Enthalpie des Holzes, das zum Großteil aus chemischer Energie besteht, durch das Verbrennen in thermische Energie umgewandelt.
Bei einem Verbrennungsmotor wird ebenfalls die Enthalpie von dem Benzin/Diesel in thermische Energie umgewandelt, um damit ein Arbeitsstrom zu erzeugen. Die Enthalpie des Mediums nicht logischerweise ab, da die chemische Energie zum Teil in thermische Energie umgewandelt wird und dann mittels Arbeits- und Wärmestrom aus dem System geführt wird.
Wann ist thermische Energie Enthalpie und wann wird sie der Wärme zugeschrieben?
Thermische Energie ist Enthalpie, solange diese Energie sich innerhalb einer Systemgrenze befindet. Enthalpie ist nämlich die Summe von innerer Energie und der Verschiebearbeit.
Sobald die thermische Energie aufgrund eines Temperaturgefälles die Systemgrenze überschreitet, handelt es sich um Wärme.
Zuletzt geändertvor 2 Monaten
