Re: Wirkungsgrad

[ Zauberspiegel Wissenschaft Ideenfabrik ]

Geschrieben von Karl Obermoser am 02. Oktober 2005 11:59:43:

Als Antwort auf: Re: Wirkungsgrad geschrieben von MrStupid am 02. Oktober 2005 01:02:23:

>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.

Es spielt für die beim Bremsvorgang erzeugte Wärme keine Rolle, ob danach kinetische Energie übrig ist oder nicht. Wenn ich den Prozess wiederhole, dann werden wiederum 500 kJ Wärme erzeugt, allerdings steht mein Auto dann – es wäre also kein identischer Prozess, die Anfangsbedingung ist anders.

>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.

Würde man sie welchem Prozess zuführen??? Dem Carnot-Prozess, der (analog zum Bremsmanöver) die verbliebene Temperaturdifferenz von 500 K abarbeitet und dabei 500 kJ Arbeit abliefert? Und der hätte welchen Wirkungsgrad?

- Und sag bitte nicht, das gilt nicht weil es praktisch nicht durchführbar ist. Das Auto auf Null abzubremsen gilt dann auch nicht, weil es praktisch nicht durchführbar ist, mit einem stehenden Auto nach Hause zu fahren.

>>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.

Nein, die restlichen 500 kJ spielen mehr die Rolle der Asche, ich kann sie nicht in Wärme umsetzen, sonst komme ich nicht nach Hause.

>>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%.

Sorry, aber Du führst hier die Wirkungsgraddefinition, deren Zweckmäßigkeit ich in Frage stelle, als Begründung dafür an, dass sie so definiert ist.

>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.

Nach dem ersten Bremsmanöver fährt mein Auto nur noch 100 km/h, würde ich es einem identischen Prozess (nämlich Abbremsen auf 100 km/h) zuführen, würde ich dabei keine weitere Wärme mehr gewinnen.
- Was genau ist ein identischer Prozess?

Du schreibst oben: 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 Schon richtig, aber es spielt unter dem selben Aspekt auch für den Carnot-Prozess über eine festgelegte Temperaturdifferenz keine Rolle, ob und wie viel Wärme übrig bleibt. Vollkommen unabhängig von der Endtemperatur wird die der Temperaturdifferenz äquivalente Wärmemenge in Arbeit umgewandelt.

Und genau dann, wenn die Endtemperatur (beim Auto: Endgeschwindigkeit) gleich Null ist, dann ist die Umwandlung 100%ig.



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