Aufgabe 13

• Im Zylinder eines Verbrennungsmotors befindet sich 1 g Luft unter 45 bar und 590 °C. Während sich das Zylindervolumen beim Rückgang des Kolbens vergrößert, wird dem System durch eingespritzten und dabei verbrannten Brennstoff die Energie 2.0 kJ zugeführt. Die Brennstoffzufuhr wird so dosiert, dass der Druck im Zylinder konstant bleibt (Prinzip des Dieselmotors).
  1. Bestimmen Sie die thermischen Zustandsgrößen vor und nach der Brennstoffzufuhr.
  2. Welche Volumenänderungsarbeit wird vom Gas an den Kolben abgegeben?
  3. Wie ändern sich Enthalpie und innere Energie?
     
• Hinweis: Die Veränderung der Masse und Gaszusammensetzung im Zylinder sind zu vernachlässigen; auch nach der Verbrennung ist mit Luft zu rechnen. Der Vorgang verlaufe reversibel.
  
  
• Hinweis zur Beschleunigung der Rechnung: Für die Bestimmung der spezifischen Wärme c_p schätzen Sie mal 2200 °C als Endtemperatur ;-)
  
  
• Benötigte Tabellenwerte:
  • Molmasse von Luft: M = 28.966 kg/kmol
  • spezifische Wärmekapazität von Luft:
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• Lösung