Re: Wirkungsgrad


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Geschrieben von MrStupid am 02. Oktober 2005 13:43:28:

Als Antwort auf: Re: Wirkungsgrad geschrieben von Karl Obermoser am 02. Oktober 2005 11:59:43:

>Es spielt für die beim Bremsvorgang erzeugte Wärme keine Rolle, ob danach kinetische Energie übrig ist oder nicht.

Ja, genau darum geht es doch.

>Wenn ich den Prozess wiederhole, dann werden wiederum 500 kJ Wärme erzeugt, allerdings steht mein Auto dann

Der Wirkungsgrad hängt von der eingesetzten kinetischen Energie und der produzierten Wärme ab, nicht aber von der Geschwindigkeit des Autos.

>es wäre also kein identischer Prozess, die Anfangsbedingung ist anders.

Die Unterschiede sind für den Prozeß aber nicht relevant.

>>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?

Du übersiehst, daß die 500 K Temperaturdifferenz nicht mehr bestehen, nachdem die Wärme den Prozeß einmal durchlaufen hat. Würdest Du die Abwärme dem Prozeß erneut zuführen, wäre die Temperaturdifferenz niedriger (bei optimaler Prozeßführung sogar Null) und damit auch der Wirkungsgrad des zweiten Durchlaufes.

>>>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.

Was interessiert es den Wirkungsgrad, ob Du nach Haus kommst? Entweder wir diskutieren das Thema sachlich oder gar nicht.

>>>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.

Ich führe gar nichts als Begründung dafür an, wie was definiert ist, sondern ich halte mich ganz einfach an diese Definitionen und das solltest Du auch tun.

>>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?

Damit meine ich ein Prozeß mit den gleichen energetischen Eingangsgrößen.

>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.

Was ist eine "der Temperaturdifferenz äquivalente Wärmemenge"?

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

Versuch doch mal, die Endtemperatur auf Null zu bringen. Dann wirst Du sehen, wo das Problem liegt. Bei den Prozessen, die Du hier vergleichst, ist am Ende nicht die Temperatur oder Geschwindigkeit, sondern die Temperaturdifferenz (zwischen der zugeführten und ebgegebenen Wärme) bzw. die Geschwindigkeitsdifferenz (zwischen Auto und Straße) Null und auch bei diesen jeweilig vollständig beendeten Prozessen ist der maximale Wirkungsgrad bei der Uwandlung von Arbeit in Wärme 1 und bei der Umwandlung von Wärme in Arbeit kleiner als 1.




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