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Ingenieurwissenschaften Thermodynamik – Zustandsänderungen

15 KartenIngenieurwissenschaftenatrio25.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Ingenieurwissenschaften“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Was definiert eine Zustandsänderung in der Thermodynamik? · Welche Bedin…

Karten

15 Karten
STANDARD

Was definiert eine Zustandsänderung in der Thermodynamik?

Rückseite

Ein Prozess, bei dem ein System von einem Gleichgewichtszustand in einen anderen übergeht, wobei sich Zustandsgrößen wie Druck, Volumen oder Temperatur ändern.

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Welche Bedingung gilt für eine isotherme Zustandsänderung idealer Gase?

Rückseite

Die Temperatur bleibt konstant (T = const), sodass nach Boyle-Mariotte das Produkt p·V konstant bleibt.

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Wie berechnest du die technische Arbeit bei isothermer Expansion idealer Gase?

Rückseite

W_t = m·R·T·ln(V₂/V₁) = p₁·V₁·ln(V₂/V₁); die Arbeit ist positiv bei Expansion, negativ bei Kompression.

STANDARD

Was charakterisiert eine isobare Zustandsänderung?

Rückseite

Der Druck bleibt konstant (p = const); im p-v-Diagramm verläuft der Prozess als horizontale Gerade.

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Wie groß ist die technische Arbeit bei isobarem Prozess?

Rückseite

W_t = p·(V₂ - V₁) = m·R·(T₂ - T₁); sie entspricht der Fläche unter der horizontalen Linie im p-v-Diagramm.

STANDARD

Was gilt für eine isochore Zustandsänderung?

Rückseite

Das Volumen bleibt konstant (V = const); keine Volumenänderungsarbeit wird geleistet (W_t = 0), zugeführte Wärme ändert nur die innere Energie.

STANDARD

Wie lautet die Zustandsgleichung für eine adiabate (isentrope) Änderung idealer Gase?

Rückseite

p·V^κ = const mit κ = c_p/c_v; gleichzeitig gilt T·V^(κ-1) = const und T^κ·p^(1-κ) = const.

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Wie berechnest du die technische Arbeit bei adiabater Expansion?

Rückseite

W_t = (p₂·V₂ - p₁·V₁)/(1-κ) = m·c_v·(T₁ - T₂); die Arbeit entstammt ausschließlich der inneren Energieabnahme.

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Was beschreibt der Polytropenexponent n bei polytropen Zustandsänderungen?

Rückseite

Die Gleichung p·V^n = const verallgemeinert alle Grundprozesse: n=0 isobar, n=1 isotherm, n=κ adiabat, n=∞ isochor.

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Wie unterscheidet sich die Entropieänderung bei isothermer vs. adiabater Änderung?

Rückseite

Isotherm: ΔS = Q_rev/T ≠ 0 (Wärmeübergang). Adiabat reversible: ΔS = 0 (isentrop); adiabat irreversibel: ΔS > 0.

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Wann ist die technische Arbeit bei Expansion maximal?

Rückseite

Bei isothermer Expansion ist die technische Arbeit größer als bei adiabater Expansion zwischen gleichen Anfangs- und Endvolumen, da Wärme zugeführt wird.

STANDARD

Was besagt der erste Hauptsatz für einen geschlossenen Kreisprozess?

Rückseite

Die zyklische Integral von δQ gleich δW; die gesamte zugeführte Wärme wird vollständig in technische Arbeit umgewandelt, ΔU = 0.

STANDARD

Wie berechnest du den thermischen Wirkungsgrad eines Carnot-Kreisprozesses?

Rückseite

η_th = 1 - T_niedrig/T_hoch = (Q_zu - Q_ab)/Q_zu; er ist der maximal mögliche Wirkungsgrad zwischen zwei Temperaturreservoirs.

STANDARD

Was ist der Unterschied zwischen Volumenänderungsarbeit und technischer Arbeit?

Rückseite

Volumenänderungsarbeit W_v = -∫p·dV (Systemsicht, positiv bei Kompression). Technische Arbeit W_t = ∫v·dp (Anlagensicht, positiv bei Expansion), W_t = -W_v.

STANDARD

Wie erkennst du im T-s-Diagramm die zugeführte Wärme eines Prozesses?

Rückseite

Die Fläche unter der Prozesskurve im T-s-Diagramm entspricht der spezifischen Wärme q = ∫T·ds; bei isentropen Prozessen ist diese Fläche null.

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