Date: September 22, 2005 at 20:14:33
From: Hanomedes, [p5089a503.dip0.t-ipconnect.de]
Subject: kleine Thermostunde..

Tach zusammen, als erstes muss ich Dich (Werner) in einem Punkt berichtigen: Kompressionsarbeit: ?Ist - leider - nicht die Arbeit, die das Medium erwärmt. Das ist nur ein Teil der Kompressionsarbeit. Der andere Teil wird in die Druckenergie des Gases gesteckt.? Es gibt keine Druckenergie, bei idealen Gasen ist der Energiegehalt nur von der Temperatur abhängig und nicht vom Druck! Bei höherem Druck besitzt das Gas eine niedrigere Entropie und kann daher mehr nutzbare Arbeit verrichten. Es kühlt dabei ab weil es die Energie aus der Wärme in Arbeit umwandelt. Carnotisierung: Carnot hat den idealen Prozess beschrieben, mit dem man zwischen zwei Temperaturniveaus Energie gewinnen kann. Hört sich kompliziert an ist es aber nicht. Zuerst wird das Gas bei gleich bleibender tiefer Temperatur verdichtet, dazu muss es gekühlt werden. Danach wird es weiter verdichtet , allerdings ohne Kühlung bis es das hohe Temperaturniveau erreicht hat. Im nächsten Schritt wird es bei wieder gleich bleibender, aber diesmal hoher Temperatur entspannt. Der vierte und letzte Schritt ist eine Enspannung auf das Anfangsniveau wobei wieder der Ausgansdruck und Temperatur erreicht werden. Verbrennungsmotoren arbeiten etwas anders, was damit zusammenhängt, dass es keine Wärme auf einem bestimmten Niveau anzuzapfen gilt, sondern der Kraftstoff i.d.R. ohne Rücksicht auf Spitzentemperaturen so heiß verbrennen darf wie er will. Man kann die Wirkungsweise eines Motorprozesses besser verstehen wenn man ihn sich als geschlossenen Kreisprozess denkt. Dazu stellt man sich die Verbrennung als Wärmeaufnahme vor und den Ladungswechsel als das Ausstoßen heißer Gase die ihre Wärme an die Umgebung abgeben und wieder angesaugt werden. Will man den Wirkungsgrad eine Verbrennungsmotors verbessern in dem man ihm dem Carnot Prozess angleicht, dann muss man dies in erster Linie bei der Wärmeabfuhr durchführen. Die geschieht bei einem idealisierten Motor durch die heißen Auspuffgase. Das Temperaturniveau ist dabei deutlich höher als die Umgebungstemperatur (bei 600C° heißen Gasen und 0C° Umgebungstemperatur ist das Mittel 300°C). Ein bekannter Schritt in diese Richtung ist die Ladelufkühlung, hier wird das Gas von etwa 150° auf rund 40° gekühlt die Wärmeabfuhr findet also auf einem niedrigen Niveau statt. Theoretisch sinkt dabei die Abgastemperatur in gleichem Maß. Eine frühe Wassereinspritzung kann ähnlich wirken, dies ist zwar keine echte Kühlung, da die Wärme im Gemisch bleibt, allerdings wird die Verdampfungswärme auch bei der Verdichtung aufgenommen, ich nähere mich also dem ersten Schritt des Carnotprozesses an (genau wie bei der Ladeluftkühlung). Die Wärmeabgabe durch Kondensation geschieht bei einer viel niedrigeren Temperatur als die Wärmeabgabe durch die Abgase normalerweise geschieht, auch hier nähert man sich also dem Carnotprozess an. Gruß Dominik