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1. Hauptsatz der Thermodynamik > 1. Hauptsatz der Thermodynamik für offene Systeme > Stationärer Fließprozess > Innere Energie, technische Arbeit, Verschiebearbeit:

Verschiebearbeit

WebinarTerminankündigung:
 Am 13.12.2016 (ab 16:00 Uhr) findet unser nächstes Webinar statt.
Gratis-Webinar (Thermodynamik) Innere Energie, Wärme, Arbeit
- Innerhalb dieses 60-minütigen Webinares wird der 1. Hauptsatz der Thermodynamik für geschlossene Systeme behandelt und auf die innere Energie, Wärme und Arbeit eingegangen.
[weitere Informationen] [Terminübersicht]

Die Verschiebearbeit besitzt zwei Terme. Zum einen die Arbeit die innerhalb des Systems verrichtet wird (Einschubsarbeit beim Einströmen des Stoffs) mit $+p_1V_1$ und zum anderen die Arbeit die abgegeben wird (Ausschiebearbeit beim Ausströmen des Stoffs) mit $-p_2V_2$. 

Verschiebearbeit
Verschiebearbeit

Es wird als System eine fest durchfließende Stoffmasse $m$ betrachtet (stationärer Fließprozess), die durch einen Eintrittsquerschnitt $A_1$ mit der Länge $x_1$ strömt ($A_1 \cdot x_1 = V_1$). Um über die Systemgrenze zu treten, muss die Einschubarbeit $p_1V_1$ geleistet werden. Das ist diejenige Arbeit, die aufgewendet werden muss, um die Stoffmasse $m$ gegen den Eingangsdruck $p_1$ mittels Kolben ins Rohr zu schieben. Diese Arbeit wird der Stoffmasse zugeführt. Danach strömt die Stoffmasse $m$ mit der Länge $x_2$ durch den Austrittsquerschnitt $A_2$. Hier muss die Ausschiebearbeit $-p_2V_2$ geleistet werden. Das ist diejenige Arbeit welche die Stoffmasse $m$ gegen den Ausgangsdruck $p_2$ aufbringen muss um aus dem Rohr zu fließen (negativ, da diese Arbeit von der Stoffmasse an den Kolben abgegeben wird). 

Merke

Es wird davon ausgegangen, dass die Einströmgeschwindigkeit gleich der Ausströmgeschwindigkeit $v_1 = v_2$ ist (keine Änderung der kinetische Energie) und auch die Höhenlage beim Einströmen und Ausströmen gleich ist $h_1 = h_2$ (keine Änderung der potentielle Energie).

Lückentext
Betrachte die folgende Abbildung:

image
Wasser fließt durch ein System, bei welchem das Eintrittsrohr eine Querschnittsfläche von $A_1 = 0,03 m^2$ hat, während das Austrittsrohr eine Querschnittsfläche von $A_2 = 0,1 m^2$ aufweist. Der Druck beim Einströmen ist $p_1 = 400 Pa$ und der Druck beim Ausströmen ist $p_2 = 250 Pa$. Berechne die Leistung, die erforderlich ist, um 1 Liter Wasser pro Sekunde durch das Kontrollvolumen fließen zu lassen.
Die "Verschiebeleistung", die erforderlich ist, um 1 Liter Wasser pro Sekunde durch das Kontrollvolumen fließen zu lassen, beträgt:

$P_{verschiebe} = $   Watt  (gib den Wert mit zwei Nachkommastellen ein).
0/0
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Hinweis:

Bitte füllen Sie alle Lücken im Text aus. Möglicherweise sind mehrere Lösungen für eine Lücke möglich. In diesem Fall tragen Sie bitte nur eine Lösung ein.

Kommentare zum Thema: Verschiebearbeit

  • Jan Morthorst schrieb am 05.11.2015 um 14:56 Uhr
    Hallo Herr Gül, vielen Dank für den Hinweis. Der Fehler wurde behoben! Viele Grüße, Ihr Ingenieurkurse.de Team.
  • Agit Gül schrieb am 30.10.2015 um 12:41 Uhr
    Beim Text unter dem Bild ist manchmal die Rede von der StoffMENGE m und der StoffMASSE m. Die Stoffmenge ist ja nicht Molmenge und das Symbol dafür ist n. Müsste hier statt Stoffmenge immer Stoffmasse stehen?
Bild von Autor Jessica Scholz

Autor: Jessica Scholz

Dieses Dokument Verschiebearbeit ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Thermodynamik.

Jessica Scholz verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses ThermodynamikThermodynamik
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