Wärmekraftmaschine & Kühlschrank

Kreislauftyp

p-V-Diagramm

Kompression

Expansion

Isotherm

Kolbenanimation

Aktueller Takt: -

Energiefluss

Viertakt

Ansaugen

Kompression

Arbeit

Ausstoß

Effizienzanalyse

Thermischer Wirkungsgrad η 0%

Carnot-Wirkungsgrad η_C 0%

Leistungszahl 0

Parameter

Temperaturen

Heißes Reservoir T_h: 500 K Kaltes Reservoir T_c: 300 K

Volumina

Verdichtungsverhältnis: 8:1 Maximaler Druck: 50 bar

Animationssteuerung

Animationsgeschwindigkeit: 1x P-V-Pfad anzeigen Energiefluss anzeigen Temperatur anzeigen

Schnelleinstellungen

Thermodynamische Gleichungen

Thermischer Wirkungsgrad η η = W/Q_h = 1 - Q_c/Q_h

Leistungszahl (Kühlen): COP_cooling = Q_c/W

Leistungszahl (Heizen): COP_heating = Q_h/W

Carnot-Wirkungsgrad η_C η_Carnot = 1 - T_c/T_h

Erster Hauptsatz: ΔU = Q - W

Ideales Gas: PV = nRT

Was sind Wärmekraftmaschinen?

Wärmekraftmaschinen und Kühlschränke sind thermodynamische Systeme, die Wärme in Arbeit umwandeln oder Wärme mit Arbeit von kalt nach heiß transportieren.

Wärmekraftmaschinen

Wärmekraftmaschinen arbeiten in thermodynamischen Kreisläufen, die Wärme in mechanische Arbeit umwandeln.

Kühlschränke und Wärmepumpen

Kühlschränke und Wärmepumpen arbeiten in umgekehrten thermodynamischen Kreisläufen und benötigen Arbeitseingang.

Carnot-Kreislauf

Der Carnot-Kreislauf ist der effizienteste mögliche Wärmekraftmaschinen-Kreislauf mit zwei isothermen und zwei adiabaten Prozessen.

Otto- und Diesel-Kreisläufe

Otto-Kreislauf modelliert Fremdzündungsmotoren. Diesel-Kreislauf modelliert Selbstzündungsmotoren.

Praktische Anwendungen

Automobile, Kraftwerke, Haushaltsgeräte, Klimaanlagen, industrielle Kühlung.

Historischer Kontext

Das Studium der Wärmekraftmaschinen begann im 18. Jahrhundert mit der Industriellen Revolution.