{"id":44276,"date":"2019-10-15T03:32:43","date_gmt":"2019-10-15T02:32:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-arbeit-in-der-thermodynamik-definition\/"},"modified":"2020-03-10T06:44:27","modified_gmt":"2020-03-10T05:44:27","slug":"was-ist-arbeit-in-der-thermodynamik-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-arbeit-in-der-thermodynamik-definition\/","title":{"rendered":"Was ist Arbeit in der Thermodynamik &#8211; Definition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">In der Thermodynamik ist die von einem System geleistete Arbeit die vom System an seine Umgebung \u00fcbertragene Energie.\u00a0Arbeit ist eine Energieform, aber es ist Energie auf der Durchreise.\u00a0W\u00e4rmetechnik<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Arbeiten in Thermodynamik<\/h2>\n<p>In der Thermodynamik ist\u00a0die von einem System geleistete\u00a0<strong>Arbeit<\/strong>\u00a0die vom System an seine Umgebung \u00fcbertragene Energie.\u00a0Kinetische Energie, potentielle Energie und innere Energie sind Energieformen, die Eigenschaften eines Systems sind.\u00a0<strong>Arbeit ist eine Energieform<\/strong>\u00a0, aber es ist\u00a0<strong>Energie auf der Durchreise<\/strong>\u00a0.\u00a0Ein System enth\u00e4lt keine Arbeit, Arbeit ist ein Prozess, der von oder auf einem System ausgef\u00fchrt wird.\u00a0Im Allgemeinen wird Arbeit f\u00fcr mechanische Systeme als die Einwirkung einer Kraft auf ein Objekt \u00fcber eine Distanz definiert.<\/p>\n<p><strong><em>W = F.\u00a0d<\/em><\/strong><\/p>\n<p>wo:<\/p>\n<p>W = Arbeit (J)<\/p>\n<p>F = Kraft (N)<\/p>\n<p>d = Verschiebung (m)<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>p\u0394V Arbeit<\/h2>\n<figure id=\"attachment_16883\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16883\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/pdV-Work-Thermodynamics.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16883 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/pdV-Work-Thermodynamics-300x242.png\" alt=\"pdV Work - Thermodynamik\" width=\"300\" height=\"242\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/pdV-Work-Thermodynamics-300x242.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16883\" class=\"wp-caption-text\">p\u0394V Arbeit ist gleich der Fl\u00e4che unter der Prozesskurve, die im Druck-Volumen-Diagramm aufgetragen ist.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Druck-Volumen-Arbeit (oder\u00a0<strong><em>p\u0394V-<\/em><\/strong><strong>\u00a0Arbeit<\/strong>\u00a0) tritt auf, wenn sich das Volumen\u00a0<em>V<\/em>\u00a0eines Systems \u00e4ndert.\u00a0Die\u00a0<strong><em>p\u0394V-<\/em><\/strong><strong>\u00a0Arbeit<\/strong>\u00a0ist gleich der Fl\u00e4che unter der Prozesskurve, die im Druck-Volumen-Diagramm aufgetragen ist.\u00a0Es ist auch als\u00a0<strong>Grenzarbeit bekannt<\/strong>\u00a0.\u00a0<strong>Grenzarbeit<\/strong>\u00a0\u00a0tritt auf, weil die Masse der Substanz, die in der Systemgrenze enthalten ist, eine Kraft, den Druck mal die Oberfl\u00e4che, auf die Grenzfl\u00e4che einwirken l\u00e4sst und sie in Bewegung versetzt.\u00a0<strong>Grenzarbeit<\/strong>\u00a0\u00a0(oder\u00a0\u00a0<em><strong>p\u0394V-<\/strong><\/em><strong>\u00a0Arbeit<\/strong>\u00a0) tritt auf, wenn sich das\u00a0\u00a0<strong>Volumen\u00a0<\/strong><em><strong>V<\/strong><\/em><strong>\u00a0eines Systems \u00e4ndert<\/strong>\u00a0.\u00a0Es wird zur Berechnung der Kolbenverdr\u00e4ngungsarbeit in einem\u00a0\u00a0<strong>geschlossenen System verwendet<\/strong>.\u00a0Dies ist der Fall, wenn\u00a0\u00a0sich in einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung enthaltener\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-steam-eigenschaften-von-steam-definition\/\"><strong>Dampf<\/strong><\/a>\u00a0oder Gas gegen den Kolben ausdehnt und den Kolben zur Bewegung zwingt.<\/p>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<p><strong><span>Beispiel:<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>Stellen Sie sich einen reibungslosen Kolben vor, der verwendet wird, um einen konstanten Druck von\u00a0<\/span><strong><span>500 kPa<\/span><\/strong><span>\u00a0in einem Zylinder\u00a0bereitzustellen\u00a0, der Dampf (\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-nuclear-engineering\/properties-steam-what-is-steam\/superheated-steam\/\"><span>\u00fcberhitzten Dampf<\/span><\/a><span>\u00a0) mit einem Volumen von\u00a0<\/span><strong><span>2 m\u00a0<\/span><\/strong><strong><sup><span>3<\/span><\/sup><\/strong><span>\u00a0\u00a0bei\u00a0<\/span><strong><span>500 K enth\u00e4lt<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Berechnen der Endtemperatur, falls\u00a0<\/span><strong><span>3000 kJ<\/span><\/strong><span>\u00a0von\u00a0<\/span><strong><span>W\u00e4rme<\/span><\/strong><span>\u00a0hinzugef\u00fcgt wird.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_16678\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16678\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Enthalpy-example-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16678 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Enthalpy-example-min-224x300.png\" alt=\"Enthalpie - Beispiel - Ein reibungsloser Kolben\" width=\"224\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Enthalpy-example-min-224x300.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16678\" class=\"wp-caption-text\"><span>Berechnen Sie die Endtemperatur, wenn 3000 kJ W\u00e4rme hinzugef\u00fcgt werden.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><strong><span>L\u00f6sung:<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>Anhand\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/steam-tables\/\"><span>von Dampftabellen<\/span><\/a><span>\u00a0wissen wir, dass die\u00a0<\/span><strong><span>spezifische Enthalpie<\/span><\/strong><span>\u00a0eines solchen Dampfes (500 kPa; 500 K) etwa\u00a0<\/span><strong><span>2912 kJ \/ kg<\/span><\/strong><span>\u00a0betr\u00e4gt\u00a0.\u00a0Da der Dampf unter diesen Bedingungen eine Dichte von 2,2 kg \/ m\u00a0<\/span><sup><span>3 hat<\/span><\/sup><span>\u00a0, wissen wir, dass sich\u00a0bei einer Enthalpie von 2912 kJ \/ kg x 4,4 kg =\u00a0<strong>12812 kJ<\/strong>\u00a0etwa\u00a0<\/span><strong><span>4,4 kg Dampf<\/span><\/strong><span>\u00a0im Kolben befinden\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Wenn wir einfach\u00a0<\/span><strong><span>Q = H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>2<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0&#8211; H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>1 verwenden<\/span><\/sub><\/strong><span>\u00a0, ist die resultierende Dampfenthalpie:<\/span><\/p>\n<p><span>H\u00a0<\/span><sub><span>2<\/span><\/sub><span>\u00a0= H\u00a0<\/span><sub><span>1<\/span><\/sub><span>\u00a0+ Q =\u00a0<\/span><strong><span>15812 kJ<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>Von\u00a0<\/span><strong><span>Dampftabellen<\/span><\/strong><span>\u00a0, wie Hei\u00dfdampf (15812 \/ 4,4 = 3593 kJ \/ kg) wird eine Temperatur von haben\u00a0<\/span><strong><span>828 K (555 \u00b0 C)<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Da der Dampf bei dieser Enthalpie eine Dichte von 1,31 kg \/ m\u00a0<\/span><sup><span>3 hat<\/span><\/sup><span>\u00a0, ist es offensichtlich, dass er sich um etwa 2,2 \/ 1,31 = 1,67 (+ 67%) ausgedehnt hat.\u00a0Daher betr\u00e4gt das resultierende Volumen 2 m\u00a0<\/span><sup><span>3<\/span><\/sup><span>\u00a0\u00d7 1,67 = 3,34 m\u00a0<\/span><sup><span>3<\/span><\/sup><span>\u00a0und \u2206V = 3,34 m\u00a0<\/span><sup><span>3<\/span><\/sup><span>\u00a0&#8211; 2 m\u00a0<\/span><sup><span>3<\/span><\/sup><span>\u00a0= 1,34 m\u00a0<\/span><sup><span>3<\/span><\/sup><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Der\u00a0<\/span><strong><span>p\u2206V-<\/span><\/strong><span>\u00a0Teil der Enthalpie, dh die geleistete Arbeit, ist:<\/span><\/p>\n<p><strong><span>W = p\u2206V = 500 000 Pa \u00d7 1,34 m\u00a0<\/span><\/strong><strong><sup><span>3<\/span><\/sup><\/strong><strong><span>\u00a0= 670 kJ<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>\u2014\u2014\u2014\u2013<\/span><\/p>\n<p><span>W\u00e4hrend der\u00a0<\/span><strong><span>Volumen\u00e4nderung<\/span><\/strong><span>\u00a0, der\u00a0<\/span><strong><span>Druck<\/span><\/strong><span>\u00a0und\u00a0<\/span><strong><span>Temperatur<\/span><\/strong><span>\u00a0k\u00f6nnen auch ge\u00e4ndert werden\u00a0.\u00a0Um solche Prozesse zu berechnen, m\u00fcssten wir wissen, wie sich der Druck mit dem Volumen f\u00fcr den tats\u00e4chlichen Prozess \u00e4ndert, durch den sich das System\u00a0<\/span><strong><span>von Zustand i zu Zustand f<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00e4ndert\u00a0.\u00a0Der\u00a0<\/span><strong><span>erste Hauptsatz der Thermodynamik<\/span><\/strong><span>\u00a0und der Arbeit kann dann ausgedr\u00fcckt werden als:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Work-in-Thermodynamics-general-formula.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-16887 aligncenter lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Work-in-Thermodynamics-general-formula.png\" alt=\"Arbeit in der Thermodynamik - allgemeine Formel\" width=\"145\" height=\"148\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Work-in-Thermodynamics-general-formula.png\" \/><\/a><\/p>\n<figure id=\"attachment_16884\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16884\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Work-in-Thermodynamics-path-dependency.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"wp-image-16884 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Work-in-Thermodynamics-path-dependency.png\" alt=\"Arbeit in der Thermodynamik - Pfadabh\u00e4ngigkeit\" width=\"256\" height=\"628\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Work-in-Thermodynamics-path-dependency.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16884\" class=\"wp-caption-text\"><span>Die vom System geleistete Arbeit h\u00e4ngt nicht nur von den Anfangs- und Endzust\u00e4nden ab, sondern auch von den Zwischenzust\u00e4nden, dh vom Pfad.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>Wenn ein thermodynamisches System von einem\u00a0<\/span><strong><span>Anfangszustand<\/span><\/strong><span>\u00a0in einen\u00a0<\/span><strong><span>Endzustand<\/span><\/strong><span>\u00a0wechselt, durchl\u00e4uft es eine\u00a0<\/span><strong><span>Reihe von Zwischenzust\u00e4nden<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Wir nennen diese Reihe von Zust\u00e4nden einen\u00a0<\/span><strong><span>Weg<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0F\u00fcr diese Zwischenzust\u00e4nde gibt es immer unendlich viele verschiedene M\u00f6glichkeiten.\u00a0Wenn sie alle Gleichgewichtszust\u00e4nde sind, kann der Pfad in einem\u00a0<\/span><strong><span>pV-Diagramm<\/span><\/strong><span>\u00a0aufgezeichnet\u00a0<strong>werden<\/strong>\u00a0.\u00a0Eine der wichtigsten Schlussfolgerungen ist:<\/span><\/p>\n<p><em><span>Die vom System geleistete Arbeit h\u00e4ngt nicht nur von den Anfangs- und Endzust\u00e4nden ab, sondern auch von den Zwischenzust\u00e4nden, dh vom Pfad.<\/span><\/em><\/p>\n<p><strong><span>Q und W sind pfadabh\u00e4ngig, w\u00e4hrend \u0394E\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>int<\/span><\/sub><\/strong><span><strong>\u00a0pfadunabh\u00e4ngig\u00a0<\/strong><\/span><strong><span>ist.\u00a0<\/span><\/strong><span>Wie aus dem Bild (pV-Diagramm) ersichtlich, ist die Arbeit eine pfadabh\u00e4ngige Variable.\u00a0Der blaue Bereich stellt die\u00a0<\/span><strong><em><span>p\u0394V-<\/span><\/em><span>\u00a0Arbeit dar<\/span><\/strong><span>\u00a0, die von einem System ausgef\u00fchrt wird, wenn es von einem Anfangszustand i in einen Endzustand f \u00fcbergeht.\u00a0Arbeit W ist positiv, weil das Systemvolumen zunimmt.\u00a0Der zweite Prozess zeigt, dass die Arbeit gr\u00f6\u00dfer ist und vom Pfad des Prozesses abh\u00e4ngt.<\/span><\/p>\n<p><span>Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen wir das System durch eine Reihe von Zust\u00e4nden f\u00fchren, die eine\u00a0<\/span><strong><span>geschlossene Schleife bilden<\/span><\/strong><span>\u00a0, wie\u00a0<\/span><strong><span>z. B. i \u21d2 f \u21d2 i<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0In diesem Fall ist der\u00a0<\/span><strong><span>Endzustand derselbe wie der Anfangszustand<\/span><\/strong><span>\u00a0, aber die\u00a0vom System\u00a0<\/span><strong><span>geleistete Gesamtarbeit\u00a0<\/span><\/strong><strong><span>ist nicht Null<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Ein positiver Wert f\u00fcr die Arbeit zeigt an, dass das System an seiner Umgebung arbeitet.\u00a0Ein negativer Wert zeigt an, dass die Umgebung am System arbeitet.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\"><\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Beispiel: Turbinenspezifische Arbeit<\/span><\/h2>\n<figure id=\"attachment_16026\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16026\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Thermodynamic-Cycles-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16026 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Thermodynamic-Cycles-min-300x277.png\" alt=\"technische Thermodynamik\" width=\"300\" height=\"277\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Thermodynamic-Cycles-min-300x277.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16026\" class=\"wp-caption-text\"><span>Rankine-Zyklus &#8211; Thermodynamik als Energieumwandlungswissenschaft<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>Eine\u00a0<\/span><strong><span>Hochdruckstufe<\/span><\/strong><span>\u00a0der\u00a0<\/span><strong><span>Dampfturbine<\/span><\/strong><span>\u00a0arbeitet im station\u00e4ren Zustand mit Einlassbedingungen von \u00a0\u00a0<\/span><strong><span>6 MPa<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><strong><span>t = 275,6 \u00b0 C<\/span><\/strong><span>\u00a0, x = 1 (Punkt C).\u00a0Dampf verl\u00e4sst diese Turbinenstufe mit einem Druck von\u00a0<\/span><strong><span>1,15 MPa<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><strong><span>186 \u00b0 C<\/span><\/strong><span>\u00a0und\u00a0<\/span><strong><span>x = 0,87<\/span><\/strong><span>\u00a0(Punkt D).\u00a0Berechnen Sie die Enthalpiedifferenz zwischen diesen beiden Zust\u00e4nden.\u00a0Bestimmen Sie die spezifische Arbeits\u00fcbertragung.<\/span><\/p>\n<p><span>Die\u00a0<\/span><a title=\"Was ist Enthalpie?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-enthalpy\/\"><span>Enthalpie<\/span><\/a><span>\u00a0f\u00fcr den Zustand C kann direkt aus\u00a0<\/span><a title=\"Dampftabellen - Spezifische Eigenschaften von Wasser und Dampf\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/steam-tables\/\"><strong><span>Dampftabellen entnommen werden<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0, w\u00e4hrend die Enthalpie f\u00fcr den Zustand D anhand der\u00a0<\/span><a title=\"Dampfqualit\u00e4t - Trockenheitsanteil\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-nuclear-engineering\/properties-steam-what-is-steam\/vapor-quality-dryness-fraction\/\"><span>Dampfqualit\u00e4t<\/span><\/a><span>\u00a0berechnet werden muss\u00a0:<\/span><\/p>\n<p><strong><em><span>h\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>1, nass<\/span><\/sub><\/em><\/strong><strong><em><span>\u00a0=<\/span><\/em><\/strong><strong><span>\u00a02785 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><em><span>h\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>2, nass<\/span><\/sub><\/em><\/strong><strong><em><span>\u00a0= h\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>2, s<\/span><\/sub><\/em><\/strong><strong><em><span>\u00a0x + (1 &#8211; x) h\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>2, l<\/span><\/sub><\/em><\/strong><span>\u00a0\u00a0= 2782.\u00a00,87 + (1 &#8211; 0,87).\u00a0790 = 2420 + 103 =<\/span><strong><span>\u00a02523 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><span>\u0394h = 262 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>Da im adiabatischen Prozess\u00a0<\/span><strong><span>dh = dw ist<\/span><\/strong><span>\u00a0, ist\u00a0<\/span><strong><span>\u0394h = 262 kJ \/ kg<\/span><\/strong><span>\u00a0die\u00a0<\/span><strong><span>turbinenspezifische Arbeit<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Erstes Gesetz in Bezug auf die Enthalpie dH = dQ + Vdp<\/span><\/h2>\n<p><span>Die\u00a0<\/span><a title=\"Was ist Enthalpie?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-enthalpy\/\"><strong><span>Enthalpie<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0ist definiert als\u00a0die Summe aus der seinen\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-innere-energie-thermische-energie-definition\/\"><span>inneren Energie<\/span><\/a><span>\u00a0E plus das Produkt des\u00a0<\/span><a title=\"Was ist Druck - Physik?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-pressure-physics\/\"><span>Druck p<\/span><\/a><span>\u00a0und\u00a0<\/span><a title=\"Was ist Volumenphysik?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-volume-physics\/\"><span>Volumen V<\/span><\/a><span>\u00a0.\u00a0In vielen thermodynamischen Analysen erscheint die Summe der inneren Energie U und des Produkts aus Druck p und Volumen V, daher ist es zweckm\u00e4\u00dfig, der Kombination einen Namen, eine\u00a0<\/span><strong><span>Enthalpie<\/span><\/strong><span>\u00a0und ein eindeutiges Symbol H zu geben.<\/span><\/p>\n<p><em><strong><span>H = U + pV<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n<p><span>Siehe auch:\u00a0<\/span><a title=\"Was ist Enthalpie?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-enthalpy\/\"><span>Enthalpie<\/span><\/a><\/p>\n<p><span>Der\u00a0<\/span><strong><span>erste Hauptsatz der Thermodynamik<\/span><\/strong><span>\u00a0in Bezug auf die\u00a0<\/span><strong><span>Enthalpie<\/span><\/strong><span>\u00a0zeigt uns, warum Ingenieure die Enthalpie in thermodynamischen Kreisprozessen verwenden (z. B.\u00a0<\/span><strong><span>Brayton-Zyklus<\/span><\/strong><span>\u00a0oder\u00a0<\/span><strong><span>Rankine-Zyklus<\/span><\/strong><span>\u00a0).<\/span><\/p>\n<p><span>Die klassische Form des Gesetzes ist die folgende Gleichung:<\/span><\/p>\n<p><em><strong><span>dU = dQ &#8211; dW<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n<p><span>In dieser Gleichung\u00a0<\/span><strong><span>dW<\/span><\/strong><span>\u00a0gleich\u00a0<\/span><strong><span>dW = pdV<\/span><\/strong><span>\u00a0und ist bekannt als die\u00a0<\/span><strong><span>Grenz Arbeit<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-accordion\">\n<div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\">\n<div class=\"su-spoiler-content su-clearfix\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<p><span>Da\u00a0<\/span><strong><em><span>H = U + pV ist<\/span><\/em><\/strong><span>\u00a0, ist\u00a0<\/span><em><strong><span>dH = dU + pdV + Vdp<\/span><\/strong><\/em><span>\u00a0und wir setzen\u00a0<\/span><em><strong><span>dU = dH &#8211; pdV &#8211; Vdp<\/span><\/strong><\/em><span>\u00a0in die klassische Form des Gesetzes ein:<\/span><em><strong><span>dH &#8211; pdV &#8211; Vdp = dQ &#8211; pdV<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n<p><span>Wir erhalten das Gesetz in Bezug auf die Enthalpie:<\/span><\/p>\n<p><strong><em><span>dH = dQ + Vdp<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n<p><span>oder<\/span><\/p>\n<p><strong><em><span>dH = TdS + Vdp<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n<p><span>In dieser Gleichung ist der Begriff\u00a0<\/span><em><strong><span>Vdp<\/span><\/strong><\/em><span>\u00a0eine\u00a0<\/span><strong><span>Flussprozessarbeit.\u00a0<\/span><\/strong><span>Diese Arbeit, \u00a0\u00a0<\/span><em><strong><span>Vdp<\/span><\/strong><\/em><span>\u00a0, wird f\u00fcr\u00a0<\/span><strong><span>Open-Flow-Systeme<\/span><\/strong><span>\u00a0wie eine\u00a0<\/span><strong><span>Turbine<\/span><\/strong><span>\u00a0oder eine\u00a0<\/span><strong><span>Pumpe verwendet,<\/span><\/strong><span>\u00a0bei denen ein\u00a0<\/span><strong><span>\u201edp\u201c vorliegt<\/span><\/strong><span>\u00a0, dh eine Druck\u00e4nderung.\u00a0Es gibt keine \u00c4nderungen in der\u00a0<\/span><a title=\"Kontrollvolumen - Kontrollvolumenanalyse\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/control-volume-control-volume-analysis\/\"><span>Lautst\u00e4rke<\/span><\/a><span>\u00a0.\u00a0Wie zu sehen ist,\u00a0<\/span><strong><span>vereinfacht<\/span><\/strong><span>\u00a0diese Form des Gesetzes\u00a0<strong>die Beschreibung der Energie\u00fcbertragung<\/strong>\u00a0.\u00a0<\/span><strong><span>Bei konstantem Druck entspricht<\/span><\/strong><span>\u00a0die\u00a0<\/span><strong><span>Enthalpie\u00e4nderung<\/span><\/strong><span>\u00a0der\u00a0<\/span><strong><span>Energie<\/span><\/strong><span>\u00a0, die durch Erhitzen aus der Umgebung \u00fcbertragen wird:<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Isobarer Prozess (Vdp = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><span>dH = dQ \u00a0 \u00a0\u00a0\u00a0<\/span><span>\u2192<\/span><span>\u00a0\u00a0 \u00a0 \u00a0Q = H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>2<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0&#8211; H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>1<\/span><\/sub><\/strong><\/p>\n<p><strong><span>Bei konstanter Entropie<\/span><\/strong><span>\u00a0, dh im isentropischen Prozess, entspricht die\u00a0<\/span><strong><span>Enthalpie\u00e4nderung<\/span><\/strong><span>\u00a0der\u00a0am oder vom System durchgef\u00fchrten\u00a0<\/span><strong><span>Flussprozessarbeit<\/span><\/strong><span>\u00a0:<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Isentropischer Prozess (dQ = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><span>dH = Vdp\u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0<\/span><span>\u2192<\/span><span>\u00a0\u00a0 \u00a0 \u00a0W = H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>2<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0&#8211; H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>1<\/span><\/sub><\/strong><\/p>\n<p><span>Es ist offensichtlich, dass es bei der Analyse sowohl der in der Energietechnik verwendeten thermodynamischen Kreisprozessen, dh des Brayton-Zyklus als auch des Rankine-Zyklus, sehr n\u00fctzlich sein wird.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Beispiel: Erster Hauptsatz der Thermodynamik und des Brayton-Zyklus<\/span><\/h2>\n<p><span>Nehmen wir den\u00a0<\/span><strong><span>idealen Brayton-Zyklus an<\/span><\/strong><span>\u00a0, der die Funktionsweise einer\u00a0<strong>W\u00e4rmekraftmaschine mit\u00a0<\/strong><\/span><strong><span>konstantem Druck<\/span><\/strong>\u00a0<span>beschreibt\u00a0.\u00a0<strong>Moderne Gasturbinentriebwerke<\/strong>\u00a0und\u00a0<strong>luftatmende Strahltriebwerke<\/strong>\u00a0folgen ebenfalls dem Brayton-Zyklus.\u00a0Dieser Zyklus besteht aus vier thermodynamischen Prozessen:<\/span><\/p>\n<ol>\n<li>\n<figure id=\"attachment_16843\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16843\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/first-law-example-brayton-cycle.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16843 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/first-law-example-brayton-cycle-300x244.png\" alt=\"erstes Gesetz - Beispiel - Bradyton-Zyklus\" width=\"300\" height=\"244\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/first-law-example-brayton-cycle-300x244.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16843\" class=\"wp-caption-text\"><span>Der ideale Brayton-Zyklus besteht aus vier thermodynamischen Prozessen.\u00a0Zwei isentrope Prozesse und zwei isobare Prozesse.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><strong><span>isentropische Kompression<\/span><\/strong><span>\u00a0&#8211; Umgebungsluft wird in den Kompressor gesaugt und dort unter Druck gesetzt (1 \u2192 2).\u00a0Die f\u00fcr den Kompressor erforderliche Arbeit ist gegeben durch\u00a0<\/span><strong><span>W\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>C<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0= H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>2<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0&#8211; H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>1<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0.<\/span><\/strong><\/li>\n<li><strong><span>isobare W\u00e4rmezufuhr<\/span><\/strong><span>\u00a0&#8211; Die Druckluft str\u00f6mt dann durch eine Brennkammer, in der Kraftstoff verbrannt und Luft oder ein anderes Medium erw\u00e4rmt wird (2 \u2192 3).\u00a0Es ist ein Prozess mit konstantem Druck, da die Kammer zum Ein- und Ausstr\u00f6men ge\u00f6ffnet ist.\u00a0Die hinzugef\u00fcgte Nettow\u00e4rme ist gegeben durch\u00a0<\/span><strong><span>Q\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>add<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0= H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>3<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0&#8211; H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>2<\/span><\/sub><\/strong><\/li>\n<li><strong><span>isentropische Expansion<\/span><\/strong><span>\u00a0&#8211; Die erw\u00e4rmte Druckluft dehnt sich dann auf der Turbine aus und gibt ihre Energie ab.\u00a0Die von der Turbine geleistete Arbeit ist gegeben durch\u00a0<\/span><strong><span>W\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>T<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0= H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>4<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0&#8211; H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>3<\/span><\/sub><\/strong><\/li>\n<li><strong><span>isobare W\u00e4rmeabgabe<\/span><\/strong><span>\u00a0&#8211; Die Restw\u00e4rme muss abgef\u00fchrt werden, um den Kreislauf zu schlie\u00dfen.\u00a0Die abgegebene Nettow\u00e4rme ist gegeben durch\u00a0<\/span><strong><span>Q\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>re<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0= H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>4<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0&#8211; H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>1<\/span><\/sub><\/strong><\/li>\n<\/ol>\n<p><span>Wie zu sehen ist, k\u00f6nnen wir solche Kreisprozessen (\u00e4hnlich f\u00fcr den\u00a0<\/span><strong><span>Rankine-Zyklus<\/span><\/strong><span>\u00a0) unter Verwendung von\u00a0<\/span><a title=\"Was ist Enthalpie?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-enthalpy\/\"><span>Enthalpien<\/span><\/a><span>\u00a0beschreiben und berechnen (z. B. thermodynamische Effizienz)\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In der Thermodynamik ist die von einem System geleistete Arbeit die vom System an seine Umgebung \u00fcbertragene Energie.\u00a0Arbeit ist eine Energieform, aber es ist Energie auf der Durchreise.\u00a0W\u00e4rmetechnik Arbeiten in Thermodynamik In der Thermodynamik ist\u00a0die von einem System geleistete\u00a0Arbeit\u00a0die vom System an seine Umgebung \u00fcbertragene Energie.\u00a0Kinetische Energie, potentielle Energie und innere Energie sind Energieformen, die &#8230; <a title=\"Was ist Arbeit in der Thermodynamik &#8211; Definition\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-arbeit-in-der-thermodynamik-definition\/\" aria-label=\"Mehr dazu unter Was ist Arbeit in der Thermodynamik &#8211; Definition\">Weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[9],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Was ist Arbeit in der Thermodynamik - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"In der Thermodynamik ist die von einem System geleistete Arbeit die vom System an seine Umgebung \u00fcbertragene Energie. 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