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Walchi
Anmeldungsdatum: 27.07.2005
Beiträge: 2
Wohnort: Filzmoos
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 Walchi Verfasst am: 27. Jul 2005 21:33 Titel: Gasgesetz - verbundene Behälter |
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 Hallo,
ich beschäftige mich seit einiger Zeit ein bisschen mit Wärmepumpen,
Geothermie und dergleichen.
Habe hier folgendes Gedankenmodell :
Angenommen, ich habe zwei Behälter, die mit einem idealem Gas
gefüllt sind. Sagen wir mal, jeweils 1000 ccm Rauminhalt, 10 bar
Diese beiden Behälter sind durch einen dünnen Schlauch verbunden.
Behälter 1 ist in der kalten Aussenluft bei 253 Kelvin (- 20 Celsius)
Behälter 2 ist im Grundwasserstrom bei 283 Kelvin (+ 10 Celsius)
Beide Behälter haben den Druck von 10 bar.
Ich bewege jetzt Behälter 1 in den Grundwasserstrom, und
Behälter 2 in eine neutrale Umgebung.
Bei Behälter 1 ergibt sich eine isochore Zustandsänderung -
p/t = konstant. Die Temperatur steigt von 253 K auf 283 K,
der Druck auf 11,185 bar (= 10/253*283)
Da die beiden Behälter verbunden sind, gleicht sich der
Druck in beiden Behältern auf 10,59 bar aus (= (10 + 11,185)
Jetzt müsste sich ja dann in Behälter 2 sich auch eine isochore
Zustandsänderung ergeben, und die Temperatur auf
299 Kelvin steigen (= 283 / 10 * 10,59)
Meine Frage - kann dies stimmen ? Oder wo ist der
Gedanken- bzw. Rechenfehler ?
Man müsste ja sonst eine Art Temperaturhebel konstruieren
können - eine Wärmepumpe mit drei Temperaturebenen ? Also,
es wird wahrscheinlich nicht stimmen, aber wieso ?
Danke für Eure Hilfe
Michael |
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McHale
Anmeldungsdatum: 03.08.2005
Beiträge: 1
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| McHale Verfasst am: 03. Aug 2005 12:19 Titel: meine Meinung |
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Hallo Michael!
Ich finde deine Idee nicht schlecht, ich glaub aber nicht, dass man das gut als Wärmepumpe nutzen kann: Kühlschrank oder Wärmepumpe funktionieren gut, weil der Wärmetransport von ein Medium im Kreisprozess übernommen wird. Dein Vorschlag mit den geschlossenen Behältern, die z.B. aus der kalten Außenluft in den Grundwasserstrom gebracht werden, würde meiner Meinung nach nur in Intervallen funktionieren. Man könnte nur einmal Wärme transportieren und müsste dann wieder den Ausgangszustand herstellen, es sei denn, du hast unbegrenzt geschlossene Behälter zum Austauschen... ;-) Aber ein einmaliger Temperaturhebel wäre wohl möglich.
Mir kam auch die Frage, ob dein dünner Schlauch nicht nur Druck- sondern auch Stoffausgleich ermöglicht, und wie das technisch aussähe...
Außerdem glaube ich nicht, dass dieser Druckausgleich auf 10,59 bar stattfindet. Der Behälter 1 bleibt ja mit seinem konstanten Volumen (falls Stoffausgleich durch den dünnen Schlauch nicht möglich ist) dem Zwang der Grundwassertemperatur unterworfen. D.h. der Druck bleibt dort 11,185 bar und wird auch im 2. Behälter angenommen, wodurch du eine noch höhere Temperatur erreichen dürftest.
Wobei sich die Frage nach deiner neutralen Umgebung stellt. Ich weiß nicht , was du dir darunter vorstellst. Ihre Temperatur hat ja (neben dem Druck von Behälter 1) auch eine Wirkung auf Behälter 2, auch bevor dieser seine Endtemperatur erreicht. Was ich sagen will: Die neutrale Temperatur muss der Endtemperatur von Behälter 2 einerseits angepasst sein, andererseits findet da mit Umgebung auch ein Wärmeaustausch statt, der berücksichtigt sein will... ;-)
Also ein echt interessantes Thema!
Gruß, Martin |
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Gast
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| Gast Verfasst am: 03. Aug 2005 19:05 Titel: |
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 Hallo Martin,
danke für Deine Antwort. Grundsätzlich habe ich also richtig gerechnet ? Ist ja schon was ...
| Zitat: | | Ich finde deine Idee nicht schlecht, ich glaub aber nicht, dass man das gut als Wärmepumpe nutzen kann: Kühlschrank oder Wärmepumpe funktionieren gut, weil der Wärmetransport von ein Medium im Kreisprozess übernommen wird. Dein Vorschlag mit den geschlossenen Behältern, die z.B. aus der kalten Außenluft in den Grundwasserstrom gebracht werden, würde meiner Meinung nach nur in Intervallen funktionieren. Man könnte nur einmal Wärme transportieren und müsste dann wieder den Ausgangszustand herstellen, es sei denn, du hast unbegrenzt geschlossene Behälter zum Austauschen... ;-) Aber ein einmaliger Temperaturhebel wäre wohl möglich. |
Jein - Da die kalte Außenluft und der Grundwasserstrom konstant sind, stellt sich nach einer gewissen Zeit auch wieder ein ausgeglichener Zustand her. Es hat sich ja Grundsätzlich nichts verändert. Zumindest bei dem einfachen Zweibehältermodell. Also ein Kreisprozeß in hin- und
herschwenkenden Behältern. Aber wenn man so eine Maschine konstruieren wollte, ist hier noch ein bißchen Gehirnschmalz nötig. Vielleicht gäbe es da noch Möglichkeiten.
Ein Grundproblem der Maschine wäre einerseits die Temperatur, die vom Behälter selber mitgenommen wird. Und andererseits das Tempo - es werden nicht allzu viele Hübe bzw. Schwenks pro Stunde möglich sein.
| Zitat: | | Mir kam auch die Frage, ob dein dünner Schlauch nicht nur Druck- sondern auch Stoffausgleich ermöglicht, und wie das technisch aussähe... |
Über eine dünne Verbindung ist ein Druckausgleich kein Problem. Es wird dabei sicherlich ein bisschen Gas mittransportiert - ein grossartiger
Temperaturaustausch dürfte nicht stattfinden. Zumindest langsamer als
der Austausch des großen Behälters mit der warmen Ebene.
| Zitat: | | Außerdem glaube ich nicht, dass dieser Druckausgleich auf 10,59 bar stattfindet. Der Behälter 1 bleibt ja mit seinem konstanten Volumen (falls Stoffausgleich durch den dünnen Schlauch nicht möglich ist) dem Zwang der Grundwassertemperatur unterworfen. D.h. der Druck bleibt dort 11,185 bar und wird auch im 2. Behälter angenommen, wodurch du eine noch höhere Temperatur erreichen dürftest. |
Stimmt - wenn ich das ganze mehrmals durchspiele, komme ich auf den gleichen Temperaturhebel wie zwischen Kalt und Grundwasser.
| Zitat: | | Wobei sich die Frage nach deiner neutralen Umgebung stellt. Ich weiß nicht , was du dir darunter vorstellst. Ihre Temperatur hat ja (neben dem Druck von Behälter 1) auch eine Wirkung auf Behälter 2, auch bevor dieser seine Endtemperatur erreicht. Was ich sagen will: Die neutrale Temperatur muss der Endtemperatur von Behälter 2 einerseits angepasst sein, andererseits findet da mit Umgebung auch ein Wärmeaustausch statt, der berücksichtigt sein will... ;-) |
Gedanklich habe ich die Maschine mit einem isoliertem Kaltbereich (Sonst würden wir das Wasser vereisen) und einem isoliertem Warmbereich konstruiert. Also Kontakt nur wenn die Behälter eingetaucht sind. Der mittlere Bereich (Grundwasserbereich) ist die Maschinentemperatur. Der neutrale Bereich wäre hier einfach die Innenluft. Es findet sicherlich bereits ein Wärmeaustausch statt - aber nur ein kleinerer Teil aufgrund der schlechteren Wärmeleitfähigkeit der Luft. Der grössere Teil würde dann nach Aufwärmung im warmen Wasserbad abgegeben. Wenns stimmt ...
| Zitat: | | Also ein echt interessantes Thema! |
Finde ich auch. Mit vielen Varianten : verschiedene Grösse der Behälter, oder vielleicht ein Mechanischer Hebel oder Hydraulischer Hebel dazwischen. 1 Bar Druckerhöhung in Behälter 1 = 3 Bar Druckerhöhung
im nur ein Drittel so großem Behälter 2.
Müsste theoretisch möglich sein, und wäre natürlich der Hammer. Aber der Teufel steckt im Detail. Wahrscheinlich gibt es so viele Verluste, dass kein Wirkungsgrad überbleibt.
Aber ein paar Versuche ist es wert,
Gruss Michael |
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