Gasgemisch

Maschfreak · Anmeldungsdatum: 24.06.2008 Beiträge: 14

In einem stationären Fließprozess sollen stündlich 500kg eines Helium/Sauerstoff (He(O2) Gasgemisches mit einem O2 Massenanteil von 80%, einem Druck von 1.MPa und einer Temperatur von -20°C in reines Helium und reinen Sauerstoff, eide einen Enddruck von 0.2MPa und eine Endtemperatur von 20°C zerlegt werden.
Während der Zerlegung tritt pro kg Gasgemisch eine Entropieproduktion von 0.200KJ/K auf.

Das Gasgemisch kann als Ideales Gasgemisch angesehen werden.
Der Umgebungsdruck beträgt 0.11MPa und die Umgebungstemperatur 10°C.

a.) Welcher Wärmestrom wird bei dem Prozeß zwischen dem System und der Umgebung übertragen?

b.) Welche Leistung ist dem System bei dem Prozeß zuzuführen?

Naja, mit der Aufgabe weiß ich irgendwie garnichts anzufangen!

Könnt ihr mir vielleicht helfen sinnvolle Ansätze zu finden!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Magst du mal sagen, was du bisher schon über Entropie weißt?

Weißt du schon, was Mischungsentropie ist?

Kannst du die Entropie eines Zustandes aus dem jeweils gegebenen Daten berechnen?

Weißt du schon, gerne auch schon in Formelform, was Entropieveränderung und Wärmezufuhr miteinander zu tun haben?

Maschfreak · Anmeldungsdatum: 24.06.2008 Beiträge: 14

Hmmm...
also die Entropie die hier entsteht ist die sogenannte Mischungsentropie. Und die setzt sich zusammen aus:
sm=-Rgemisch*Summe(Stoffmengenanteil*ln(Stoffmengenanteil))

aber was mir irgendwie garnicht klar ist, was die von mir wollen
Wie komme ich von der Entropie auf die Wärmemenge, bzw. den Wärmestrom?? Muss ich eine art Bilanz aufstellen??
Wie geht das?
und wie geht die Mischungsentropie da mit rein??

Entropiebilanz für stationären Prozess:

Summe(s(austritt))=summe(s(eintritt))+summe(Qi/Ti)+sirre

aber was zum Teufel mache ich mit der Mischungsentropie? Und der Entropieproduktionsstrom? Wo ist der drinn?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die wollen von dir, dass du lernst und verstehst, was Entropie ist und wie man damit rechnet Augenzwinkern

Dein Formeln gehen in die richtige Richtung smile

(Schreibe sie gerne am besten mit Latex, dann kann man sie deutlich besser lesen.)

Was bedeuten die Variablen darin? Kannst du die Variablen darin so konkret bestimmen, dass du ausrechnen kannst, wie groß die Entropie vor und nach dem Trennen ist?

(Und magst du nochmal überlegen, ob bei dem Trennungsvorgang in dieser Aufgabe wirklich Entropie erzeugt wird, oder ob bei diesem Vorgang die Entropie der Gase abnimmt?)

Maschfreak · Anmeldungsdatum: 24.06.2008 Beiträge: 14

Latex?? Weiß nicht wirklich wie das geht, und diese ganzen Tags kann mir nicht merken*g*

die Variablen?? meinste Qi und Ti??? nun das ist mein Wärmestrom am Anfang und Ende und meine dazu gehörige Temperatur denke ich.
Aber ist irgendwie auch Blödsinn, da ich nur ein Wärmestrom habe.

Also während der Entmischung wird nicht wirklich Entropie erzeugt, die Gase geben diese sozusagen ab, weil durch die Entmischung wandert ein Kältestrom hinein, wo die Entropie bleibt. Sprich die Entropie der enzelnen Gase nimmt ab. Bei Mischung nimmt sie zu und bei Entmischung nimmt sie ab.
Ist vielleicht Physikalisch nicht korrekt, aber so zum erklären denke ich sinnvoll.

Sekunde, glaube habe Geistesblitz.

kann ich den Wärmestrom, wie folgt bestimmen?

(Qu/Tu)=S(Ausgang)-S(Eingang)-Sirre????

und Sirre ist mein Entropieproduktionsstrom aus Aufgabenstellung???

War´s das?
oder haut das mit mein Qu und Tu nicht hin?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Maschfreak · Anmeldungsdatum: 24.06.2008 Beiträge: 14

ich versuche es einfach mal mit Latex. Prost

Also mit

und

, meine ich den Wärmestrom welcher vom System an die Umgebung geht und mit

die Umgebungstemperatur.

Ok, und nun stellt sich bei mir grade die Frage ob

und

die entsprechenden Mischungsentropien am jeweiligen Zustand sind? was bedeuten würde das

ist?

und was mache ich mit

wenn das nicht null ist? Weil in der Aufgabe steht nichts davon. Wie kommt man darauf? Und wie könnte ich

berechnen?

Hmmm... und ich habe noch die Entropieproduktion da? Wenn

der Anteil der Entropieänderung ist, ist er dann auch nicht gleich die Entropieproduktion? Weil irreversible Entropie wird produziert, sprich Entropieproduktion?

Oder haut da noch was nicht ganz so hin?!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788