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Aufgabe 475 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
Diagramm Das nebenstehende p-V-Diagramm zeigt den in einer speziellen Wärmekraftmaschine ablaufenden Kreisprozeß. Die Maschine arbeitet mit 0,1 mol eines idealen einatomigen Gases.
a) Das Volumenverhältnis ist V2/V1 = 4.
Berechnen Sie T1.
b) Zeichnen Sie ein V-T-Diagramm und ein p-T-Diagramm.
c) Berechnen Sie für den Übergang 2-3 die Volumenarbeit.

Drei Sterne

Aufgabe 476 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
Diagramm

Der im p-V-Diagramm angegebene Kreisprozeß eines idealen Gases soll qualitativ in das entsprechende V-T-Diagramm umgezeichnet werden.

Drei Sterne

Aufgabe 477 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
Diagramm Der im p-V-Diagramm angegebene Kreisprozeß eines idealen Gases soll qualitativ in das entsprechende p-T-Diagramm übertragen werden.

Drei Sterne

Aufgabe 478 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
jpg-grafik Der aus dem V-T-Diagramm ersichtliche Kreisprozeß eines idealen Gases soll qualitativ in das entsprechende p-V-Diagramm übertragen werden.

Drei Sterne

Aufgabe 479 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
Diagramm Die obere Isotherme mit T1= 500 K des Carnot-Prozesses eines idealen Gases (k= 1,4) verläuft zwischen den Zuständen p1 = 8 bar, V1 = 2 m3 und p2 = 4 bar, V2 = 4 m3. Zu berechnen sind die Größen p3, V3, p4, V4, wenn die untere Temperatur T3 = 350 K beträgt, sowie die ausgetauschten Wärmemengen Q1 und Q2 und der thermische Wirkungsgrad.

Drei Sterne

Aufgabe 480 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
Auf welchen Betrag ist die obere Arbeitstemperatur eines zwischen 40°C und 120°C arbeitenden Carnotprozesses zu erhöhen, damit sich der Wirkungsgrad verdoppelt?

Ein Stern

Aufgabe 481 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
In einem Carnotprozeß mit dem Wirkungsgrad 0,6 wird bei 900 K je Zyklus die Wärmemenge 2000 J zugeführt. Welche Wärmemenge wird abgeführt und bei welcher Temperatur geschieht dies?

Zwei Sterne

Aufgabe 482 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
In einer Wärmekraftmaschine wird das in einem Zylinder befindliche Arbeitsgas Helium durch einen beweglichen Kolben abgeschlossen. Von außen wird das Gas abwechselnd beheizt und gekühlt. Dabei bewegt sich der Kolben periodisch hin und her und dreht eine Welle. Die folgenden Betrachtungen beginnen im Anfangszustand mit dem Druck 0,20 MPa, dem Volumen 150 cm³ und der Temperatur 300 K.
a) Berechnen Sie die Masse des eingeschlossenen Heliums.
b) Während eines vollständigen Arbeitszyklus durchläuft das Gas folgende Zustandsänderungen:
1 -> 2 isochore Erwärmung auf 600 K
2 -> 3 isotherme Expansion auf das doppelte Volumen
3 -> 4 isochore Abkühlung auf die Anfangstemperatur
4 -> 1 isotherme Kompression auf das Anfangsvolumen.
Stellen Sie diese Zustandsänderungen in einem p-V-Diagramm dar.
Berechnen Sie hierzu die fehlenden Drücke.
c) Kennzeichnen Sie im p-V-Diagramm die vom Motor in einem Zyklus abgegebene mechanische Arbeit (Nutzarbeit) und berechnen Sie deren Betrag unter Verwendung der Gleichung
gif-grafik.
d) Berechnen Sie den Wirkungsgrad des Motors als Verhältnis von Nutzarbeitsbetrag und während der Zustandsänderung 1 -> 2 sowie 2 -> 3 insgesamt zugeführten Wärme.
 

Drei Sterne

Aufgabe 483 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
Erklären Sie, wie man mit einem p-V-Diagramm die verrichtete Arbeit bei einem Kreisprozeß bestimmen kann.

Ein Stern

Aufgabe 484 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
In einem Ottomotor mit 1600 cm 3 Volumen wird ein Benzin-Luft-Gemisch auf den 100. Teil des ursprünglichen Volumens verdichtet und dann gezündet. Die Verbrennungstemperatur beträgt 600 °C. Die Abgase kühlen bei der darauf folgenden Expansion auf 80 °C ab und gelangen zum Auspuff. Welcher maximale Wirkungsgrad ist bei diesem Motor möglich?

Zwei Sterne

Aufgabe 699 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
Als man früh aus dem Haus gegangen war, hatte man doch versehentlich die Kühlschranktür offen gelassen. Man merkte es erst, als man Nachmittags wieder nach Hause kam. Wie hat sich die Temperatur im dem Raum im Vergleich zur geschlossenen Kühlschranktür verändert?
a) Die Temperatur ist kleiner geworden.
b) Die Temperatur hat sich nicht verändert.
c) Die Temperatur ist gestiegen.

Zwei Sterne

Aufgabe 808 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
diagramm Ein ideales Gas durchläuft den im V(T)-Diagramm dargestellten Kreisprozess. Es ist bekannt:
formel
a) Geben Sie die fehlenden Zustandsgrößen p, V und T für die Zustände (1), (2), (3) und (4) an.
b) Skizzieren Sie das zugehörige p(V)-Diagramm und markieren Sie die Zustände (1) bis (4).
c) Begründen Sie, dass während der Zustandsänderung von (1) nach (2) Wärme zugeführt werden muss.
 

Drei Sterne

Lösung nur mit Zugang

Aufgabe 814 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
stirlingmotor Ein Stirling-Motor arbeite mit 50 g Luft formel zwischen den Temperaturen  formel und formel sowie den Volumina  formel und formel.

a) Skizzieren Sie das V-p-Diagramm des Stirling-Motors. Erklären Sie seine Arbeitsweise anhand der Skizze und des Arbeitsdiagramms unter Nutzung des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik.
b) Berechnen Sie für die vier Zustände die Drücke und stellen Sie den Kreisprozess qualitativ in einem V-T- sowie einem T-p-Diagramm grafisch dar.
c) Berechnen Sie für einen Durchlauf die Änderung der inneren Energie, die mechanische Arbeit und die Wärme.
d) Zeigen Sie, dass sich für diesen Kreisprozess der thermodynamische Wirkungsgrad nach der Beziehung
formel
ergibt und bestimmen Sie ihn.

 

Drei Sterne

Lösung nur mit Zugang

Aufgabe 823 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
Eine abgeschlossene Gasmenge ist im Anfangszustand durch folgende Größen gekennzeichnet:
bild
Beim Stirlingschen Kreisprozess werden von dem Gas nacheinander folgende Zustandsänderungen durchlaufen:
- isochore Erwärmung um 40 K
- isotherme Expansion auf 290cm³
- isochore Abkühlung auf die Anfangstemperatur
- isotherme Kompression auf den Anfangszustand

a) Ermitteln Sie Druck, Volumen und Temperatur nach jeder Zustandsänderung.
b) Zeichnen Sie ein V-p-Diagramm für diesen Kreisprozess. Berechnen Sie für jede isotherme Zustandsänderung mindestens zwei weitere Wertepaare.
c) Entscheiden Sie, ob nach Abschluss des Kreisprozesses das System insgesamt Arbeit abgegeben oder aufgenommen hat.
Begründen Sie Ihre Antwort.
d) Bestimmen Sie diese Arbeit.
e) Wie groß ist der thermische Wirkungsgrad dieses Prozesses?
Geben Sie eine Möglichkeit an, den Wirkungsgrad zu vergrößern.

Drei Sterne

Aufgabe 865 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
diagramm Erkläre mit Hilfe der Abbildung den Begriff Wirkungsgrad.

Ein Stern

Aufgabe 866 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
motor In der Zeichnung ist die Reihenfolge der Takte eines Viertakt-Ottomotors durcheinander geraten.
a) Welche Takte sind jeweils dargestellt?
b) Gib die richtige Reihenfolge der Ziffern an.

Ein Stern

Aufgabe 867 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
diagramm

In den Bildern sind die p-V-Diagramme für 2 Kreisprozesse dargestellt. Welcher der beiden Prozesse gibt Arbeit ab und welcher nimmt Arbeit auf.
Begründen Sie Ihre Entscheidung ausführlich.
Nennen Sie für jeden Kreisprozess eine praktische Anwendung.

Drei Sterne

Aufgabe 981 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
diagramm Die Abbildung zeigt das p(V)-Diagramm eines Stirling'schen Kreisprozesses.
Welches V(T)-Diagramm passt zu diesem Kreisprozess?

 

diagramm

 

Ein Stern

Aufgabe 1034 (Thermodynamik, Kreisprozesse)
Ein thermodynamischer Kreisprozess besteht aus genau einer isothermen, einer isobaren und einer isochoren Zustandsänderung des idealen Gases.
Zwei Kreisprozesse, die sich in der Abfolge der Zustandsänderungen unterscheiden, sind möglich.
a) Skizzieren Sie jeweils ein p-V-Diagramm für jede der beiden Möglichkeiten. Jeder der beiden Graphen wird im Uhrzeigersinn durchlaufen.
b) Einer der beiden Prozesse enthält eine Zustandsänderung (a), bei der die Zufuhr von Wärme ausschließlich zur Erhöhung der inneren Energie des Gases führt.
Die andere enthält eine Zustandsänderung (b), bei der die Volumenarbeit am Gas ausschließlich zur Abgabe von Wärme führt.
Wenden Sie die Gleichung des ersten Hauptsatzes auf diese beiden Zustandsänderungen an.
Kennzeichnen Sie die Zustandsänderungen (a) und (b) im jeweiligen Diagramm.

Zwei Sterne

Lösung nur mit Zugang