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Thermodynamik.
Energieumwandlung

I Verbrennung thermische Energie.
Auswirkungen der Thermodynamik

Entropy

Isobarischer Prozess

Isobarischer Prozess

In der Thermodynamik ist ein isobarer Prozess eine Zustandsänderung einer bestimmten Menge von Materie, in der sich der Druck nicht ändert, sondern eine oder mehrere seiner Zustandsvariablen. Ein Beispiel dafür ist Luft in einem Zylinder mit einem frei beweglichen Kolben, dem Wärme zugeführt wird. Aufgrund der Temperaturerhöhung steigt das Volumen, der Druck bleibt jedoch konstant.

Der isobarische Prozess unterliegt dem Gesetz von Charles. Der Franzose Jacques A. Charles (1742-1822) war der erste, der Messungen an Gasen machte, die sich bei steigender Temperatur ausdehnen.

Beispiele für isobare Prozesse

Um diesen thermodynamischen Prozess besser zu verstehen, wird es uns helfen, ein paar Beispiele zu sehen.

Ein alltägliches Beispiel eines isobaren Prozesses tritt auf, wenn Wasser in einem offenen Behälter gekocht wird. Durch die Zufuhr von Wärmeenergie zu Wasser steigt die Temperatur und wird zu Dampf. Der erhaltene Dampf hat eine höhere Temperatur und nimmt ein größeres Volumen ein, der Druck bleibt jedoch konstant. Von Anfang an ist der Druck gleich dem atmosphärischen Druck.

Ein anderes Beispiel ist die Volumenvariation, die ein Ballon erfährt, wenn die Sonnenstrahlen darauf hinweisen. Zu Beginn des Vormittags herrscht ein gewisser Druck, Volumen und Temperatur. Wenn die Luft im Inneren ansteigt, steigt der Druck, aber dies ändert sich nicht aufgrund der Volumenvergrößerung.

Im Gegensatz zum vorherigen Beispiel ist das Heizen von Wasser in einem Kreislauf einer solarthermischen Anlage kein isobarer Prozess. In diesem Fall zirkuliert das Wasser durch einen geschlossenen Kreislauf, so dass es das Volumen nicht erhöhen kann. Wenn das Wasser beginnt, die Wärmeenergie zu empfangen, die von der Sonnenstrahlung in einem Solarpanel kommt, erhöht es seine Temperatur. Es erhöht die Temperatur, kann aber das Volumen nicht erhöhen, so dass es nur den Druck erhöhen kann, um das thermodynamische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.

Formeln zum isobaren Prozess

 

1-2 = P ( 2 - 1 )
1-2 = R ( 2 - 1 )
1-2 = p ( 2 - 1 )
1-2 = ( k / ( k -1)) P ( 2 - 1 )

Wo

 

  • W 1-2 die durch den Staatswechsel geleistete Arbeit
  • Q 1-2 die Menge der Wärme geliefert oder entfernt
  • P der Druck
  • V das Volumen
  • T die absolute Temperatur
  • n die Staubmenge (normalerweise in Mol ausgedrückt)
  • m die Masse der Substanz
  • c p die spezifische Wärme der Substanz bei konstantem Druck
  • k ist ein Verhältnis, das dem Quotienten der spezifischen Wärme bei konstantem Druck bzw. konstantem Volumen entspricht
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Geändert am: 24. April 2018