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Thermodynamische Maschinen

Thermodynamische Maschinen

Definition
Eine thermodynamische Maschine wandelt eine Energieform in eine andere um, z.B. Wärmeenergie in mechanische Energie. Dabei wird Wärme hoher Temperatur einem Reservoir entzogen, ein Teil der Energie in Bewegung umgesetzt und Wärme niedrigerer Temperatur an ein anderes Reservoir abgegeben. Alle Verbrennungsmotoren gehören zu den Wärmekraftmaschinen.
Die Wärmepumpe ist eine Maschine, die Wärme von einem niedrigen Temperaturniveau durch Aufwand von Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau transportiert. Dies ist der umgekehrte Prozeß und wird z.B. beim Kühlschrank verwendet.

Technisch geschieht dies in Kreisprozessen, bei denen ein Arbeitsmittel, z.B. ein Gas (Freon, Ammoniak) oder ein Dampf (Wasserdampf), Hochtemperatur-Wärme aufnimmt, nutzbare Arbeit leistet und anschließend Niedertemperatur-Wärme abgibt. Die Arbeit wird dabei durch einen Kolben oder durch eine Turbine aufgenommen.

Die dabei ablaufenden Kreisprozesse sind:

  • Wärme - Kraft
  • Kraft - Wärme
  • Wärme - Wärme

Die Zustands- und Energieänderungen dieser Kreisprozesse lassen sich mit der klassischen Thermodynamik beschreiben.

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