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Thermodynamik - Wärmekraftmaschine

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Thermodynamik

Wärmekraftmaschine

Der im vorherigen Abschnitt beschriebene rechtslaufende Kreisprozess findet seine Anwendung in Wärmekraftmaschinen. Diese zeichnen sich also dadurch aus, dass der Überschuss an zugeführter Wärme im Gegensatz zur abgeführten Wärme in Arbeit umgewandelt wird. Ziel ist ein Kreisprozess, bei welchem ein möglichst großer Teil der zugeführten Wärme $Q_{12}$ von der Maschine als Arbeit $W_k$ abgegeben werden kann.

Wichtig

Im Abschnitt Carnot-Prozess wird gezeigt, dass eine vollständige Umwandlung von Wärme in Arbeit nicht möglich ist.

Setzt man die abgegebene Nutzarbeit des Kreisprozesses $W_k$ ins Verhältnis zur zugeführten Wärme $Q_{12}$, so erhält man den thermischen Wirkungsgrad:

Methode

$\eta_{th} = \frac{|W_k|}{Q_{12}}$     Thermischer Wirkungsgrad

Für einen reversiblen Kreisprozess gilt:

Methode

$\eta_{th} = \frac{|W_k^{rev}|}{Q_{12}}$

Je größer der thermische Wirkungsgrad, desto effizienter arbeitet die Wärmekraftmaschine. Denn je größer der thermische Wirkungsgrad, desto größer die Umwandlung von zugeführter Wärme in Nutzarbeit.

Merke

Bei einem rechtslaufenden Kreisprozess gilt immer: $Q_{zu} > Q_{ab}$. Das bedeutet, dass die zugeführte Wärme verwendet werden kann, um diese in Arbeit umzuwandeln.