Thermo 1. Hilfe

Entropie ist ein Maß dafür, wie ungeordnet oder chaotisch ein System ist. Es beschreibt, wie viele Möglichkeiten es gibt, die Teilchen oder Energie in einem System anzuordnen.

Unterschied der spezifischen Entropie zwischen idealer Flüssigkeit & idealem Feststoff ist spezifische Schmelzentropie ds_m

Adiabat,bibt nach außen keine Wäme ab

Q = 0

Zustandsgröße, die den Energieinhalt eines Systems beschreibt. Die Enthalpie ist die Energie, die ein System enthält, plus die Energie, die es braucht, um seinen Platz in der Umgebung zu "halten" (Druck ⋅\cdot⋅ Volumen). Bei konstantem Druck zeigt sie, wie viel Wärme bei einem Prozess ausgetauscht wird.

Exergie ist die Energie, die man tatsächlich nutzen kann, während der Rest oft als Verluste (z. B. Wärmeverluste) an die Umgebung abgegeben wird. Sie beschreibt die Qualität der Energie, nicht nur die Menge.

Anwendung wenn:

• Ideales Gas

• System Quasistatisch → Prozess läuf langsam & reversibel ab

• Kein Phasenwechsel

• Bestimmter wärmeaustausch mit umgebung (zur bestimmung von n)

(„quasistatische Kompression“ oder „reversible Expansion“ ; geschlossener Behälter mit beweglichem Kolben)

Die Beladung beschreibt, wie viel von einem bestimmten Stoff in einem Trägermedium enthalten ist.

Dissipation bedeutet, dass Energie durch irreversible Prozesse in eine Form übergeht, die nicht mehr nützlich ist (meist Wärme). Sie ist ein natürlicher Begleiter aller realen (nicht idealen) Prozessen Dissipation ist der Prozess, bei dem geordnete Energie (z. B. Bewegungsenergie, elektrische Energie) durch irreversible Prozesse in ungeordnete Energie (z. B. Wärme) umgewandelt wird.

v= const

p= const

T=const

s= const und S_irr = 0; jeder isentrope prozess muss reversibel sein (adiabat + reibungsfrei = isentrop)

Summe der Patialdrücke = Druck (p=p_G + p_D)

Drossel = adiabat → Enthalpie davor & danach gleich, egal ob ein Druck oder Temperatur Gefälle besteht => isenthalp

wenn drossel isenthalp & ideales gas => isotherm

wenn 2 Phasen eher u & wenn eine Phase H-pV

bei u in 2 Phasen u_v & nicht Dampfgehalt vergessen

bei (v-v’)/(v”-v’)

v oft über V_ges/m

τ wir an Q & W multipliziert

S^irr = 0 wenn reversible

Massebezogen:

• Geschlossenes System (Systemgrenze undurchlässig)

• Abgeschlossenes System (kein wärme Austausch mit Umgebung)

• Offenes System (Systemgrenze durchlässig)

• Quasi-statisch (zu jederzeit im Gleichgewicht)

• Reversibel (Zustandsänderung ist exakt umkehrbar)

• Nichtstatisch (Fluid während Prozess nicht im Gleichgewicht → anfangs & Endzustand thermodynamisch beschreibbar)

m: Bevorzugt für Prozesse mit konstanter Zusammensetzung

n: Prozesse mit Änderung der Zusammensetzung

kg/kmol = [M] = M = m/n

Isentroper Wirkungsgrad s1 < s2

Gerade vollständig Kondensiert

Gerade siedend

überhitzt

wasser zugeführt

n =

Isentroper Wirkungsgrad ((w)t = reeller wirkungsgrad & (w*)t= isentroper wirkungsgrad) mit Bilanz als W oder 5. FS  

𝑃𝑒𝑙𝑚=(𝑤12)𝑡Pelm=w12t

E_nutz = oft abgegebene Leitung P

E_Aufwand = oft E_Q, mithhilfe von zugeführter Wärme

m=V/v =V/ v_s

v_s aus Tab. 1.5

x’_a +x’_b = 1

x”_a +x”_b = 1

p_uA + mg = p_innen*A

p2 = p_H2O + ps0

p_i= n_i*RT/ V

Energie, die bei vollständiger Verbrennung eines Brennstoffs frei wird bei Standardbedingungen (! Abgas muss auch 25*C haben & Wasser ist komplett gasförmig) H_u immer positiv angegeben und

𝐻𝑢=∆ℎ𝑓,0

𝜌=𝑚.𝐴∗𝑐𝜌=m.A∗c

𝑚=𝑉𝑣m=Vv

V˙= c*A

Druck im Kolben: (m*g+p_u*A=p_innen*A) 

Massenbilanz m

0= Sum(m_i X_i) (m*X => massestom * Beladung = Wasserstrom)

Massenstrom ändert sich bei Feuchter Luft weil Kondensation 

φ = p_w/p_sw(T) = wasserdampfmenge in der Gasphase/ max mögliche wasserdampfmenge in Gasphase bei Temperatur T (Wichtig Tab. 1) 

0≤φ≤1 

• Flüssige Beladung bedeutet, dass eine Flüssigkeit als Transportmedium genutzt wird, die ggf. Gase gelöst hat. 

• Gasförmige Beladung bedeutet, dass das Medium ein Gas ist, das evtl. Dampf oder Flüssigkeitströpfchen enthalten kann 

Aufteilen in flüssige und dampfförmige Beladung (wenn wasser noch nicht abgelassen wurde) 

Wenn Kondensat ausfällt, haben wir Wasser → wir haben also auch ein flüssige Beladung  

Gas: nicht Kondensierbar (G) 

Dampf: Kondensierbare Komopnente (D) 

Füssiges wasser hat am Tripelpunkt die Enthalpie von 0 

Luft kann keinen Wasserdampf mehr aufnehmen (Sättigungsdampfdruck =100%); jeder zusätzliche Wasserdampf führt zur Kondensation () φ=1

Temperatur, bei der die Luft bei Konstantem Druck gesättigt ist; singt die Temp. → Wasserdampf kondensiert (am Taupunkt φ=1) 

Temperatur bei der das erste Wasser auskondensieren würde, bei gleicher Zusammensetzung & gleichem Druck 

Taupunkt fällt gerade noch kein Wasser aus =>cont. Wasserbeladung; const. Gesamtdruck => Patialdrücke bleiben auch gleich

Luft gerade gesättigt

Enthalpie trockene Luft + Enthalpie enthaltenen Wasserdampfes (siehe FS) 

• Kondensation: fL wird abgekühlt => Sättigungsdampfdruck sinkt (relative Feuchte φ=1 => wasserdampf kondensiert & Regen/Nebel

• Erwärmen → Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen 

• Abkühölen → weniger Wasserdampf aufzunehmen/ Wasser Kondensation, wenn gesättigt

• Befeuchtung → zusätzlicher Wd in Luft & Entfeuchtung → Wd wird entfernt  

• Adiabate Befeuchtung → mehr Wasser in Luft & kein Wärmeaustausch → temp sinkt (Verdunstungskälte)