Aufgabe 17
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100 kg Luft von 150 bar und 40 °C durchlaufen folgenden Kreisprozess:
- 50 MJ Wärme werden isobar zugeführt
- Die Luft wird expandiert, wobei sich durch Brennstoff-Beheizung
ein Polytropen-Exponent n = 1.2 ergibt
- Sie wird isotherm wieder auf den Anfangszustand verdichtet.
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Untersuchen Sie diesen Kreisprozess:
- Stellen Sie ihn schematisch im p-V-Diagramm dar.
- Berechnen Sie für die Eckpunkte die thermischen und kalorischen
Zustandsgrößen, wobei U1 = 0 gesetzt sei.
- Berechnen Sie die Nutzarbeit.
- Bestimmen Sie den thermischen Wirkungsgrad und vergleichen Sie
mit einem Carnot-Prozess mit gleichen Temperaturen.
- Vernachlässigen Sie die Temperaturabhängigkeit von
Cp und benutzen den angegeben 0°C-Wert.
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Benötigte Tabellenwerte:
- Ri von Luft: Ri = 287.2
J/(kg K)
- cp(0 °C) = 1.004 kJ/(kg K)
- Lösung