Kreisprozesse

Wirkungsgrad

$\eta=\frac{\textrm{geleistete Arbeit}}{\textrm{aufgenommenen Wärme}}$

• Die Abwärme bleibt unberücksichtig, da der Wirkungsgrad sonst zwangsläufig $1$ sein müsste

Carnot'sche Kreisprozess

Kurve

im PV-Diagramm zusammengesetzt aus zwei Abiabaten und zwei Isothermen

• Kurveninhalt ist die geleistete mechanische Arbeit
• $Q_{1}$ ist die aus dem wärmeren Reservoir mit der Temperatur $T_{1}$ aufgenommene Wärmemenge
• $Q_{2}$ ist die an das kältere Reservoir mit der Temperatur $T_{2}$ abgegebene Wärmemenge

Wirkungsgrad

$\eta_{C}=\eta_{C}^{WK}=\frac{W_{total}}{Q_{1}}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}=1-\frac{T_{2}}{T_{1}}$

• entspricht dem Wikrungsgrad der Wärmekraftmaschine

Wärmepumpe

$\eta_{C}^{WP}=\frac{\left\vert Q_{1}\right\vert}{W}=\frac{T_{1}}{T_{1}-T_{2}}=\frac{1}{\eta_{C}^{WK}}$

Kältemaschine

$\eta_{C}^{KM}=\frac{\left\vert Q_{2}\right\vert}{W}=\frac{T_{2}}{T_{1}-T_{2}}$

Verbrennungskraftmaschine

• z.B. Ottomotor / Dieselmotor

Kurve

im PV Diagramm besteht aus zwei Abiabaten und zwei Isochoren (konstantes Volumen)

Wirkungsgrad

$\eta=1-\left(\frac{V_{1}}{V_{2}}\right)^{\kappa-1}<\eta_{C}$

Stirlingmotor

Kurve

im PV-Diagramm besteht aus zwei Isothermen und zwei Isochoren (konstantes Volumen)

Wirkungsgrad

$\eta_{st}=\eta_{C}\frac{1}{1+\eta_{C}\frac{C_{V}}{R\cdot\ln\left(\frac{V_{2}}{V_{1}}\right)}}<\eta_{C}$