Wärmelehre Prüfungsaufgaben Günther Kurz - gilligan-online

Wärmelehre – Prüfungsaufgabe 10
Mit einer vorgegebenen Stoffmenge n
des idealen Gases Helium wird der im
p, V -Diagramm dargestellte rechtsläufige
Kreisprozess '1' → '2'
→ '3'
durchgeführt.
Die Teilprozesse sind
Der Anfangszustand '1' ist festgelegt durch die Zustandsgrößen 1,0 bar ,
p
3
V = 2,0 dm und ϑ C.
Das Volumen im Zustand '2'
ist V = 0,5 dm .
1
'1' → '2'
: Isobare Kompression,
'2' → '3'
: Isochore Erwärmung,
'3' → '1'
: Isentrope Expansion.
20 o
1 =
(a) Bestimmen Sie die Stoffmenge n des Gases.
T2 3
(b) Berechnen Sie die Temperaturen und T für die Zustände ' und . 2 ' ' 3 '
(c) Berechnen Sie die gesamte Wärme Qzu
, die pro Zyklus zugeführt wird.
(d) Welche mechanische Nutzarbeit W = W12
+ W23
+ W31
wird pro Zyklus
abgegeben?
(e) Bestimmen Sie aus mechanischer Nutzarbeit W und zugeführter Wärme
den Wirkungsgrad η dieser Wärmekraftmaschine.
th, real
(f) Welchen thermodynamischen Wirkungsgrad η th, C hätte eine ideale
Wärmekraftmaschine (vom Typ CARNOT oder STIRLING), die zwischen denselben
Extremtemperaturen und liefe? T
T3 2
Wärmelehre - 1 -
Prüfungsaufgabe 10
p
' 3'
'2'
•
•
2
1 =
•
' 1'
3
V
Qzu