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Arbeit und Wärme einer Wärmepumpe
 
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ChrisintheBuiz



Anmeldungsdatum: 19.06.2018
Beiträge: 1

Beitrag ChrisintheBuiz Verfasst am: 19. Jun 2018 12:11    Titel: Arbeit und Wärme einer Wärmepumpe Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo ich schreibe nächste Woche eine Klausur und komme mit einem bestimmten Fragetyp nicht klar wo es um arbeit und wärmemenge geht.
Die Frage lautet:
Eine Wärmepumpe arbeitet nach dem stirlingschen Kreisprozess mit einem mehratomigen Gas.
Der ausgangspunkt sei 1bar,1 l und -45 grad celsius. Das zweite Volumen ist 0,1l, die zweite Temperatur 55 grad celsius.
1. Bereche V,p,und T in der Tabelle(hab ich geschafft)
2.zeichne ein p-v Diagramm( versuch ich gleich noch einzufügen, aber besteht bei mir aus 2 isothermen und 2 isochoren)
3. Berechne die Wärmemengen und Arbeiten(mein Problem?)

Meine Ideen:
Ich weiß das die Arbeit der Isobaren = 0 ist und kenne die Gleichung der Wärmemenge der Isobaren:
Q = cp * m * (T2-T1)
mein Problem ist das ich weder weiß woher ich m oder cp ziehen soll.
Die Masse könnte ich nur berechen wenn ich die spezifische Gaskonstante besitzte- nicht angegeben.
cp ist als spezifische Wärmekapazität auch unerreichbar.
Mein grundproblem ist das ich das Gas ncht kenne und nicht weiß, was ich aus der Aussage mehratomiges Gas ziehen soll.
Meine Werte für die Aufgabe 1 sind laut lösung korrekt aber ich komme nicht weiter.

Vielen Dank
Christian

Willkommen im Physikerboard!
Ich habe die Korrektur aus dem zweiten Beitrag hier eingefügt und diesen gelöscht, damit es nicht so aussieht, als ob schon jemand antwortet.
Viele Grüße
Steffen
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5873

Beitrag Myon Verfasst am: 19. Jun 2018 18:16    Titel: Re: Arbeit und Wärme einer Wärmepumpe Antworten mit Zitat

ChrisintheBuiz hat Folgendes geschrieben:
Ich weiß das die Arbeit der Isobaren = 0 ist und kenne die Gleichung der Wärmemenge der Isobaren:
Q = cp * m * (T2-T1)
mein Problem ist das ich weder weiß woher ich m oder cp ziehen soll.

Es soll wahrscheinlich die zu-/abgeführte Wärme bei den isochoren, nicht isobaren Schritten berechnet werden.

Die spezifische Wärme eines Gases hängt ab von der Zahl der Freiheitsgrade, und diese wiederum von der Anzahl Atome und ob diese linear oder nicht linear angeordnet sind. Weiter ist die Zahl der effektiven Freiheitsgrade aus quantenmechanischen Gründen bei tieferen Temperaturen oft geringer als die Zahl der möglichen Freiheitsgrade. Da in der Aufgabenstellung nicht mehr gesagt wird, würde ich die Resultate in Abhängigkeit von der Anzahl Freiheitsgrade f angeben.

Die spezifische Wärme eines Gases mit f Freiheitsgraden ist, bezogen auf ein Mol



Bei isochoren Prozessen ist V=const., für die zugeführte Wärme gilt also (=Anzahl Mol)



Der letzte Schritt folgt aus der Zustandsgleichung für ideale Gase.

Bei isothermen Prozessen gilt für die zugeführte Arbeit von einem Punkt 1 zu Punkt 2



Die zugeführte Wärme während eines solchen Prozesses ist , da die innere Energie konstant bleibt. Damit solltest Du die Arbeiten und Wärmen berechnen können.
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