PHYSIK compact - Basiswissen 6

6 Wärme und Energie

• Einleitung
• Gesetz des idealen Gases
• Die Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung
• Zustandsänderungen
• Der Carnotsche Kreisprozess
• Der 4-Takt-Motor
• Kreuzworträtsel
• Guided Webtour: Erneuerbare Energie
• Guided Webtour: Wetter und Klima
• Wissensquiz

Carnot'scher Kreisprozess

Fachbezug

Lernziele

Ideales Gas, Ideale Gasgleichung, Wärme und Arbeit, Kreisprozess, Wirkungsgrad.

Aufgabe

In dieser Animation gilt N = nR (dh k_B = 1). Daher erhält die Ideale Gasgleichung die Gestalt pV = NT.  Starte die die Simulation Takt für Takt und studiere die Ergebnisse im p-V-Diagramm: Neustart.

Takt:       

Bitte warte ab, bis die Animation zur Gänze geladen wurde.

Das thermische Gleichgewicht ist erst nach einiger Zeit erreicht. Bitte wähle die einzelnen Takte der Reihe nach aus.

Aktivitäten

Vier Prozesse kennzeichnen den Carnot-Prozess. Sie werden durch isotherme Expansion bzw. Kompression und adiabatische Expansion bzw. Kompression gebildet.

1. Lasse alle Prozesse der Reihe nach ablaufen und interpretiere die Ergebnisse!
2. Untersuche, welche Prozesse isotherm und welche Prozesse adiabatisch ablaufen!
3. In welchen Arbeitstakten verrichtet das Gas eine positive Arbeit?
4. In welchen Arbeitstakten verrichtet das Gas eine negative Arbeit?
5. Begründe, warum die Gesamtarbeit positiv ist!
6. Beschreibe den Energiefluss für den gesamten Prozess!

Mit der Wahl der Temperaturen T₁ für das (wärmere) Reservoir Q₁ und T₂ für das (kältere) Reservoir Q₂ kann der Wirkungsgrad des Carnot-Kreisprozesses gut untersucht werden.

Physlet® - Davidson-College, W.Christian, M.Belloni, P.Krahmer et.al.