Re: Wirkungsgrad

[ Zauberspiegel Wissenschaft Ideenfabrik ]

Geschrieben von MrStupid am 02. Oktober 2005 01:02:23:

Als Antwort auf: Re: Wirkungsgrad geschrieben von Karl Obermoser am 30. September 2005 22:05:09:

> - - - Beim Bremsmanöver bleibt ein Teil der ursprünglichen Energieform übrig.
>
>Und wo genau liegt nun - bezogen auf die Energiebilanz bzw. den Wirkungsgrad - der Unterschied zwischen "übrigbleiben" einerseits und "wieder abgegeben werden" andererseits?

Der Unterschied besteht darin, daß die übrig bleibende kinetische Energie für den Prozeß vollkommen irrelevant ist. Es spielt für den Bremsvorgang keine Rolle, ob diese Energie vorhanden ist oder nicht. Sie ist an diesem Prozeß gar nicht beteiligt und gehört deshalb auch nicht in die Energiebilanz. Die Wärme, die beim Carnot-Prozeß abgegegen wird, ist dagegen unverzichtbar. Ohne diese Wärme würde der Prozeß nicht funktionieren. Darüber hinaus wird diese Wärme bei einer tieferen Temperatur abgegeben, als sie aufgenommen wird. Würde man sie dem Prozeß erneut zuführen, wäre der Wirkungsgrad erheblich geringer.

>Das Auto habe vor dem Bremsmanöver eine kinetische Energie von meinetwegen 1MJ.
>Davon sind nach dem Bremsmanöver noch 500kJ übrig (natürlich verbunden mit einer niedrigeren Geschwindigkeit), und es wurden 500kJ an Wärme erzeugt.

Das bedeutet, daß dem Prozeß 500kJ kinetische Energie zugeführt wurden und dabei 500kJ Wärme entstanden sind. Der Wirkungsgrad beträgt also 100%. Die restlichen 500kJ spielen hierbei die gleiche Rolle wie nicht verbrauchte Hohle bei einer Dampfmaschine. Sie können einem identischen Prozeß zugeführt und mit demselben Wirkungsgrad ebenfalls in Arbeit umgewandelt werden.

>Nun nehmen wir mal (zwecks der Anschaulichkeit) einen Latentwärmespeicher, der auf einem Temperaturniveau von 1000 Kelvin 1MJ gespeichert hat, dazu eine Wärmesenke mit der Temperatur 500 Kelvin und dazwischen eine Carnot- (oder Ericson- oder Stirling-)Maschine.
>Wenn die Maschine lange genug gelaufen ist, sind von dem einen MJ Wärme noch 500kJ Wärme übrig (natürlich auf einem niedrigeren Temperaturniveau) und es wurden 500 kJ wurden an mechanischer Arbeit erzeugt.

Diesem Prozeß wurden also 1000 MJ Wärme zugeführt und abgeben wurden 500 MJ Wärme und 500 MJ Arbeit. Da der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine als Quotient von aufgenommener Wärme und abgegebener Argeit definiert ist, beträgt der Wirkungsgrad 50%. Die abgegebenen 500 MJ Wärme spielen hierbei die gleiche Rolle wie die Asche bei einer Dampfmaschine. Würde man sie einem identischen Prozeß zuführen, könnte man keine weitere Arbeit mehr gewinnen.

>Die Energiebilanz ist identisch, trotzdem spricht man im einen Fall von 100% , im anderen Fall von 50% Wirkungsgrad.
>Ist das nicht - ähm - ungeschickt?

Nein, das ist nicht ungeschikt, sondern ausgesprochen praktisch.


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