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HAL9001
Anmeldungsdatum: 07.12.2012
Beiträge: 8
Wohnort: Norderney
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 HAL9001 Verfasst am: 07. Dez 2012 22:31 Titel: Energie von 50 Liter Druckluft bei 200 bar |
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Hallo
Da ich selber von Physik nicht so sehr die Ahnung habe, hoffe ich, dass meine Frage nun nicht all zu blöd rüberkommt :-)
Ich würde gerne wissen, wie viel Watt an Energie in einer 50 Liter Gasflasche steckt, die mit Luft bei 200 Bar Druck gefüllt ist.
Ich meine das so:
Ich entlasse die Luft wieder aus der Flasche.
Dabei wird eine Art Turbine/Dynamo angetrieben.
Also irgendein Teil, was aus der entweichenden Luft wieder Strom macht.
Der Einfachheit gehe ich davon aus, dass Reibung und andere Verluste keine Rolle spielen.
Wie viele Kilowattstunden Strom könnte man damit erzeugen?
Gibt es da eine "einfache" Formel, mit der ich das ausrechnen kann?
Also letztendlich möchte ich wissen, wie viel Energie- bzw. Strom-Potenzial sozusagen in dieser Flasche steckt.
Ich hoffe, Ihr könnt mir helfen.
Gruß Sarah |
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Packo
Gast
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| Packo Verfasst am: 08. Dez 2012 07:24 Titel: |
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Energie wird nicht in Watt gemessen! |
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HAL9001
Anmeldungsdatum: 07.12.2012
Beiträge: 8
Wohnort: Norderney
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| HAL9001 Verfasst am: 08. Dez 2012 07:56 Titel: |
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| Packo hat Folgendes geschrieben: | | Energie wird nicht in Watt gemessen! |
Ah OK, dann habe ich mich da wohl blöd ausgedrückt.
Entschuldige bitte.
Ich bin da halt echt Laie :-)
Macht denn dann meine Frage überthaupt keinen Sinn?
Oder soll ich mein Anliegen besser irgendwie anders formulieren? |
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jmd
Anmeldungsdatum: 28.10.2012
Beiträge: 577
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| jmd Verfasst am: 08. Dez 2012 10:52 Titel: |
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Hallo
Die Antwort hängt davon ab,wie der Nutzen aus sehen soll
Hat das Gas die Außentemperatur (die Angabe fehlt) so kann man keine Wärmekraftmaschine betreiben
Der Energieinhalt (bzw die Exergie=0)
Bei einem Strömungsprozeß braucht man die Enthalpiedifferenz
also auch wieder die Temperatur
aber da wird die Rechnung schwer
Man muß also versuchen den Energieinhalt in Exergie (nutzbar) und Anergie (nicht nutzbar) aufzuteilen
Was allerdings wie gesagt von der Art des Nutzens abhängt
Gruß |
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HAL9001
Anmeldungsdatum: 07.12.2012
Beiträge: 8
Wohnort: Norderney
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| HAL9001 Verfasst am: 08. Dez 2012 11:11 Titel: |
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| jmd hat Folgendes geschrieben: | | Die Antwort hängt davon ab,wie der Nutzen aus sehen soll |
Ah OK. Mir ging es erstmal nur um die ganz grundsätzliche Frage.
Mal ganz laienhaft ausgedrückt, würde ich gerne wissen, wie viel "Energie" man in so einer 50 Lieter Gasflsche (mit 200 Bar Lust gefüllt) quasi "unterbringen/speichern" kann.
OK, ich verstehe, dass der Begriff "Energie", den ich hier sicherlich auch falsch verwende, erstmal definiert werden müsste, oder?
Ich hatte in meinem Ursprungsposting ja von Strom geschrieben.
Vielleicht ist das ja eher unsinnig.
Was könnte man denn für eine bessere "Definition" verwenden?
Ist die Frage folgendermaßen sinnvoller:
Wie viele Säcke mit jeweils 100KG Gewicht kann ich 1 Meter hochheben mit der "Energie", die in der Flasche "steckt"?
Mir geht es hier nicht um eine völlig exakte Berechnung mit Berücksichtigung der Reibung und anderer Effekte.
Angenommen, man könnte eine Anlage bauen, die ohne jegliche Reibungsverluste usw. einen 100KG Zementsack heben kann.
Versteht Ihr, wie ich das meine? |
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dd2
Anmeldungsdatum: 18.05.2012
Beiträge: 41
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| dd2 Verfasst am: 08. Dez 2012 12:16 Titel: |
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@jmd: warum sollte man keine Wärmekraftmaschine mit der Flasche antreiben können, nur weil der Inhalt raumtemperatur hat? Wenn die enthaltene Luft entspannt wird, sinkt die Temperatur unter die umgebungstemperatur und schon gibt es eine Temperaturdifferenz, aus der man Leistung auskoppeln kann.
@HAL9000:
Die isotherme Entspannung des Gases verrichtet folgende Arbeit:
)
Das macht überschlagsmäßig 5,5 MJ oder 1,5 kWh.
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Gruß, dd2 |
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HAL9001
Anmeldungsdatum: 07.12.2012
Beiträge: 8
Wohnort: Norderney
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| HAL9001 Verfasst am: 08. Dez 2012 12:21 Titel: |
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| dd2 hat Folgendes geschrieben: |
Die isotherme Entspannung des Gases verrichtet folgende Arbeit:
Das macht überschlagsmäßig 5,5 MJ oder 1,5 kWh. |
Super und Danke!
Kannst Du mir noch sagen, was die einzelnen Variablen bedeuten? |
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dd2
Anmeldungsdatum: 18.05.2012
Beiträge: 41
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| dd2 Verfasst am: 08. Dez 2012 12:26 Titel: |
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Klaro. V sind Volumen (kannst du aus der gegebenen Masse und dem Material ausrechnen), p sind Drücke und W ist die Arbeit. Die Indizes stehen für den Zustand, hier 1 = vorher und 2 = nachher.
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Gruß, dd2 |
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HAL9001
Anmeldungsdatum: 07.12.2012
Beiträge: 8
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| HAL9001 Verfasst am: 08. Dez 2012 12:29 Titel: |
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| dd2 hat Folgendes geschrieben: | | Klaro. V sind Volumen (kannst du aus der gegebenen Masse und dem Material ausrechnen), p sind Drücke und W ist die Arbeit. Die Indizes stehen für den Zustand, hier 1 = vorher und 2 = nachher. |
So richtig?
p= 200
V1= 50
V2=10.000
Was ist denn "ln" |
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dd2
Anmeldungsdatum: 18.05.2012
Beiträge: 41
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| dd2 Verfasst am: 08. Dez 2012 12:38 Titel: |
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ln ist der natürliche Logarithmus, die andere Umkehrfunktion des Potenzierens neben dem Wurzelziehen.
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Gruß, dd2 |
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HAL9001
Anmeldungsdatum: 07.12.2012
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| HAL9001 Verfasst am: 08. Dez 2012 12:46 Titel: |
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| dd2 hat Folgendes geschrieben: | | ln ist der natürliche Logarithmus, die andere Umkehrfunktion des Potenzierens neben dem Wurzelziehen. |
Ach Du Schreck, ich fürchte, das übersteigt meine Kompetenz doch deutlich.
Ich habe grad mal versucht, dass mit meinem Taschenrechner und den oben von mir genannten Werten selber auszurechen.
Aber ich fürchte, das habe ich falsch gemacht. |
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dd2
Anmeldungsdatum: 18.05.2012
Beiträge: 41
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| dd2 Verfasst am: 08. Dez 2012 12:51 Titel: |
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Was hast du denn eingegeben?
_________________
Gruß, dd2 |
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HAL9001
Anmeldungsdatum: 07.12.2012
Beiträge: 8
Wohnort: Norderney
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| HAL9001 Verfasst am: 08. Dez 2012 12:59 Titel: |
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| dd2 hat Folgendes geschrieben: | | Was hast du denn eingegeben? |
10.000/50
Und dann das Ergebnis mit 200 multipliziert und dann nochmal mit 50 multipliziert.
Das mit dem "natürlichen Logarythmus" hatte ich einfach mal weggelassen.
Sorry für meine Blödheit.
Ist folgende Eingabereihenfolge auf dem Windows 7 Rechner (Wissenschaftlich) richtig?
Zuerst 10000/50
Dann ln
Dann x200
Dann x50 |
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dd2
Anmeldungsdatum: 18.05.2012
Beiträge: 41
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| dd2 Verfasst am: 08. Dez 2012 13:36 Titel: |
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Mit V bei 20°C und Normaldruck:
Hier die Formel von oben und die Reihenfolge, wie ich es inen einen Taschenrechner eingeben würde:
}_{1.}}^{2.}}_{3.})
Gib mal folgendes ein:
1. V2 / V1: 200 [*] 45,5 [/] 45,5 [=]
2. ln (): [ln]
3. * V1 * p1: [*] 45,5 [/] 200 [*] 2000000 [=]
danach sollte das Display folgendes zeigen: 2200297,....
Die Einheit davon ist dann
wenn du es in kWh umrechnest:
hier sehe ich auch gerade, dass ich oben einen Eingabefehler gemacht hatte (500 statt 200 bar), daher hier eine andere Zahl als Ergebnis  .
Die Einheiten sind: V in m^3, p in Pa
_________________
Gruß, dd2 |
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HAL9001
Anmeldungsdatum: 07.12.2012
Beiträge: 8
Wohnort: Norderney
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| HAL9001 Verfasst am: 08. Dez 2012 14:25 Titel: |
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OK, alles klar nun.
Vielen lieben Dank Euch allen! |
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Dr. Who
Gast
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| Dr. Who Verfasst am: 09. Apr 2017 22:21 Titel: |
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Kommt ein bisschen spät  , aber so weit ich weiß darf man nicht 200bar rechnen sondern nur 199, da 1bar atmosphärischer Druck herrscht. Disesn 1bar kannst du keine Energie abgewinnen. Der Rest ist korrekt.  |
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Jogi1111
Gast
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| Jogi1111 Verfasst am: 08. Jun 2017 20:18 Titel: ... oder doch ein anderes Ergebnis ??? |
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Hmm - ich hab' da doch etwas Anderes heraus, trotz gleicher Formel :-o
W=p1*V1*ln(V2/V1)
mit W=Arbeit
p1=Druck vorher (200bar) = Eigentlich müsste man mit 199 bar rechnen
V1=Volumen vorher (50l)
V2=Volumen nachher (200 * 50l = 10000l)
Ich kann auch nicht nachvollziehen, warum jemand das Volumen über das Gewicht berechnen wollte, da der Fragesteller 50l Luft vorgegeben hatte. Aber selbst wenn man 50 Kg Luft (statt 50l Luft = ca. 12Kg bei 20°C und 200bar) ansetzen würde, müßte etwa das vierfache meines Ergebnisses dabei herauskommen, also etwas über 6KWh und nicht ca. 0,6 KWh!)
Ich erhalte bei ln(V2/V1)=ln(10000/50)=ln(200) = 5,29
und komme damit auf die Arbeit W = 200bar * 50l * 5,29 = 52900 bar * l
1 bar = 100000 * kg / (m*s²)
1 l = 0,001 m³
=> W = 52900 * 100000 * 0,001 * kg * m² / s²
= 5290000 Kg * m² / s²
1 Kg * m² / s² = 1 Ws
3600000 Ws = 1KWh
=> W = 5290000 Ws = 5290000 / 3600000 KWh = 1,47 KWh
Hab' ich mich verrechnet ? |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243
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| VeryApe Verfasst am: 08. Jun 2017 22:24 Titel: |
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| Zitat: |
Ich kann auch nicht nachvollziehen, warum jemand das Volumen über das Gewicht berechnen wollte
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und ich kann nicht nachvollziehen warum nicht gleich so
 )
und das entspricht um mit den Vorzeichen korrekt zu bleiben
[Latex]W=p1*V1*ln(V1/V2)
vergrößert sich das Volumen muß man keine Arbeit leisten sondern man entnimmt sie daher negatives Vorzeichen. der ln wird negativ.
W=-5298 KJ
| Zitat: | | p1=Druck vorher (200bar) = Eigentlich müsste man mit 199 bar rechnen |
wieso?, es kann sein das mit 200 bar der Überdruck gemeint ist. dann müsste man mit 201 rechnen. aber ansonsten mit 200 bar.
_________________
WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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autor237
Anmeldungsdatum: 31.08.2016
Beiträge: 509
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| autor237 Verfasst am: 10. Jun 2017 00:36 Titel: |
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Normalerweise wird bei Druckflaschen der Überdruck angegeben, weil das Gas üblicherweise bis zum Umgebungsdruck entnommen wird. Aber bei dieser Aufgabe handelt es sich um eine grobe Abschätzung, womit die +1 bar nicht relevant sind.
@Jogi1111
Bezüglich der Umrechnung von Einheiten empfehle ich die von mir vorgestellte Methode unter:
https://www.physikerboard.de/htopic,49231,.html
In diesem Fall sehe die Wertegleichung wie folgt aus:
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Dilettant
Anmeldungsdatum: 20.11.2009
Beiträge: 5
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| Dilettant Verfasst am: 01. Nov 2017 16:21 Titel: was tun mit 1,47 kWh? |
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Mister Hal9001: wieviel Zementsäcke hochheben mit der Luftdruckenergie, 1,47 kWh ? (Von Verlusten Deiner Luftturbine, die Du mit der Druckluft antreiben lassen wirst, abgesehen).
Mit 1 kWh = 1000 kg * 367 m hochhebbar.
Mit 1,47 kWh wieviel 50 kg Zermentsäcke? Diese 3- Satz-Rechnung schaffst Du locker!
II) Frage an den anderen "Kollegen" mit : 5,29* 10 ^4 bar * L = x * kWh
1 Gleichung, 2 Unbekannte . . . . was ist da zu machen ? 1.11.2017 |
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autor237
Anmeldungsdatum: 31.08.2016
Beiträge: 509
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| autor237 Verfasst am: 01. Nov 2017 20:05 Titel: Re: was tun mit 1,47 kWh? |
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| Dilettant hat Folgendes geschrieben: |
II) Frage an den anderen "Kollegen" mit : 5,29* 10 ^4 bar * L = x * kWh
1 Gleichung, 2 Unbekannte . . . . was ist da zu machen ? 1.11.2017 |
Es geht um die Umrechung von bar*l auf kWh. Hierbei soll der Umrechnungsfaktor x zwischen den beiden Werten ermittelt werden. Folge dem von mir angegebenen Link. Dort wird die Umrechnungsmethode beschrieben. |
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