Beispiel für Wirkungsgradberechnung

kreindinho96 · Anmeldungsdatum: 02.03.2014 Beiträge: 2

Hallo Leute!

Ich schreibe derzeit eine Arbeit (oder für die Österreicher unter euch ein Spezialgebiet für die Matura) über Wärmekraftmaschinen. Ich gehe derzeit in die 12. Klasse und benötige diese Arbeit für die Matura/das Abi.
Ich habe mich komplett ohne Vorwissen auf dieses Thema gestürzt habe mir mittlerweile schon ein "gutes Basiswissen" angeeignet. Jedoch stehe ich gerade vor dem "Problem Wirkungsgrad".
Wie gesagt. ich gehe derzeit in die 12. Klasse und ich bin noch kein Einstein was Physik und vor allem die Wärmelehre angeht, da wir dieses Kapitel gänzlich ausgelassen haben.
Da mein Physikprofessor ein begnadeter Mathematiker ist, besteht er natürlich auf einige Rechnungen. Und diese Wirkungsgrad Rechnungen fallen mir derzeit richtig schwer! Ein geeignetes Beispiel habe ich nicht gefunden und deshalb überlegte ich mir selbst eines:

Nehmen wir an, wir haben einen Motor mit 110 kW. Dieser Verbraucht über den Zeitraum von 3 Stunden 32 Liter.

Leistung des Motors "P" --> 110 000 W

Abgegebene Energie in den 3 Stunden --> E = P * t = 330 000 W
Volumen des Benzins in m^3 --> 0.032 m^3
Masse des Benzins --> Dichte * V ~ 750 * 0,0032 = 24 kg
Energiegehalt des Benzins:
--> m * Hi (Heizwert von Benzin etwa 45 000 000 Ws/kg) = 1 080 000
Wirkungsgrad n = 330 000 / 1 080 000 = 0.305 --> ca. 31 %

Wie viele verschiedene Formeln für den Wirkungsgrad gibt es eigentlich?
Hier teile ich die "abgeführte Energie" durch die "zugeführte".
Aber laut Carnot teilt man die zugeführte Arbeit durch die zugeführte Wärme oder liege ich da falsch?

Nun hätte ich zwei Bitten an euch

Findet ihr einen Fehler oder ist das Beispiel korrekt?
Habt ihr ein anderes Beispiel

Mfg smile

kreindinho

Jayk · Anmeldungsdatum: 22.08.2008 Beiträge: 1450

Nur aus Interesse: Welche Quellen hast du bis jetzt benutzt? Was Wärmelehre angeht, so kann ich sagen, dass ich die Abhandlung in "Physik" von Jay Orear sehr schön und angenehm finde (leider ist eine Gleichung irgendwo bei den adiabatischen Prozessen fehlerhaft, aber sonst ist das wirklich gut). Als Standardbeispiel solltest du natürlich den Carnotschen Kreisprozess bringen, der wird dort auch behandelt. Du kannst natürlich auch den Wirkungsgrad von, zum Beispiel, einem Ottomotor berechnen. Allerdings wird die Rechnung natürlich je einfacher, desto einfacher die Prozesse sind. Aber einfach nur zwei Energien durcheinander zu teilen, wäre mir zu anspruchslos und auch zu unphysikalisch (das Interessante ist nämlich die Berechnung dieser Energien).

Seit wann gibt es eigentlich die Feynman-Vorlesungen online? Angenehm überrascht, aber grundsätzlich spricht natürlich nichts dagegen, wenn du dir das hier mal durchliest: http://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_44.html

Die Frage "wie viele Formeln gibt es eigentlich" ist mir zu sehr Schülerdenken. Du kannst ja mal in dein Tafelwerk sehen, wie viel du findest, ich habe wirklich keine Ahnung. Grundsätzlich musst du eigentlich nur die Definition verstanden haben. Dann stehen dir alle Türen zu wilden Integralschlachten offen. Wenn du sagst, dein Lehrer mag Mathe, habe ich so die Vermutung, dass er sich darauf freuen wird.

kreindinho96 · Anmeldungsdatum: 02.03.2014 Beiträge: 2

Also als Quelle habe ich bis jetzt das Buch "Energieumwandlung in Kraft- und Arbeitsmaschinen" von Kalide und Sigloch verwendet, das Schulbuch "Physik compact" von Jaros, Nussbaumer und Kunze und "Faszination Physik 1 + 2" von Bruno Putz, wobei sich das erstgenannte eher an Studenten richtet als wie an Schüler und somit ist es mir vom Verständnis her schon fast zu viel. Die beiden anderen erklären die Thematik kurz und leicht verständlich, gehen jedoch nicht weiter auf die Materie ein, sondern behandeln alles nur oberflächlich.

Vielen dank für den Link. Ich habe zwar noch nicht alles gelesen, aber was ich gelesen habe, hilft mir weiter. smile