Zusammenfassung
Die Thermodynamik beschreibt die Umwandlung von einer Energieform in eine andere. Insbesondere die Energieform Wärme spielt in der Thermodynamik eine entscheidende Rolle, so dass die Thermodynamik in älteren Schriften auch als „Wärmelehre“ bezeichnet wurde. Die Energiewandlung im Motor von der chemischen Energie des Kraftstoffes über die thermische Energie der Verbrennung in mechanische Energie ist ein thermodynamischer Prozess. Der Verbrennungsmotor ist also eine thermodynamische Maschine. Zum Verständnis des Motors gehört die Thermodynamik.
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Notes
- 1.
Der umgekehrte Vorgang ist nur durch zusätzliche Energiezufuhr („pumpen“) möglich und wird in der Wärmepumpe dargestellt.
- 2.
Es gibt verschiedene Formulierungen des zweiten Hauptsatzes, die am Ende den gleichen Sachverhalt beschreiben.
- 3.
makroskopsich ist wegen der unvermeidlichen Reibung jeder Prozess irreversibel.
- 4.
\(\mathrm{N}=\mathrm{N}_{A}\cdot\mathrm{n}\).
- 5.
Es ist hilfreich sich die Einheiten der verschiedenen Wärmekapazitäten vor Augen zu führen:
$$\left[{\mathrm{C}_{V}}\right] =\frac{\mbox{J}}{\mbox{K}}$$(8.16)$$\left[{\mathrm{C}_{V}}^{\text{molar}}\right] =\frac{\mbox{J}}{\mbox{K}\cdot\mbox{mol}}$$(8.17)$$\left[{\mathrm{c}_{V}}\right] =\frac{\mbox{J}}{\mbox{K}\cdot\mbox{kg}}$$(8.18)Für \(\mathrm{C}_{p}\) gilt Analoges.
- 6.
Hier geht die Idealisierung ein, dass die spezifische Wärmekonstante innerhalb der Prozessparameter als konstant angenommen wird: \(\mathrm{c}_{V(3\rightarrow 2)}=\mathrm{c}_{V(4\rightarrow 1)}\).
- 7.
Selbst bei nur 0,5 % Blow-by-Verlust ist das in das Kurbelgehäuse gedrückte Gasvolumen erheblich. Bei 1200 Umdrehungen pro Minute erhält man 72.000 Umdrehungen pro Stunde und bei einem 4-Takter mit 6 Zylindern 216.000 Zündvorgänge im Motor. Bei 2 Litern Gas pro Zylinder und 0,5 % Gasverlust erhält man 2160 Liter Blow-by-Gas pro Stunde. Daraus resultiert die Notwendigkeit, das Kurbelgehäuse zu entlüften.
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Hilgers, M. (2016). Thermodynamik. In: Dieselmotor. Nutzfahrzeugtechnik lernen. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-15495-0_8
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