Ich möchte den Energieinhalt eines pneumatischen Drucktanks berechnen. Gegeben sind die Größen Druck, Temperatur, Volumen, Gaskonstante und Masse des Fluids. Wieviel Energie / Enthalpie ist in diesem Drucktank bezüglich der Umgebung enthalten?
Mit bestem Dank
Mark
Hallo Mark,
unter der untenstehenden Adresse finden Sie Ihre Frage behandelt. Ich habe hier die Antworten auf mehrere Anfragen zusammengefaßt. Die letzte, die Ihrer Anfrage entspricht, steht ganz oben. Am besten läßt es sich lesen, wenn Sie es sich im Druckformat anzeigen lassen. Ich empfehle Ihnen, die Antworten auf die anderen Fragen ebenfalls zu lesen. Sie finden dort zusätzliche Informationen, die das Verständnis fördern und zeigen wie einfach die Thermodynamik sein kann.
Wenn Sie die cvm-Werte z. B. gemäß Hütte oder Dubbel einsetzen, können Sie die Differentiale als Differenzen behandeln. Wollen Sie wissen, wieviel Energie Sie im Idealfall bei Expansion auf den Atmosphärendruck gewinnen könnten, müssen sie zunächst die Zustände bei diesem Druck gemäß den Formeln weiter unten unter Adiabate/Isentrope errechnen.
https://docs.google.com/Doc?docid=0AfBRewZ-3tayZDR0Z…
Sollte es mit dieser Adresse nicht funktionieren, geben Sie einfach das Suchwort Liekegäwer bei Google ein. Gleich unter dem ersten Beitrag können Sie die unterste blaue Zeile direkt anklicken.
Mit freundlichem Gruß
Helmut Börjes
Hi!
Sorry für die späte Antwort, aber ich stecke gerade in den vorbereitungen für meine letzte Klausur an der Uni!
H=U+pV (bilde das totale Differenzial und setze dU ein)
dU=fundamentalgleichung TdS-pdV
H=TdS+VdV
Jetzt kommt es drauf an, wie du verdichtet hast. Ich denke aber einmal, dass du eine reversieble Verdichtung hast (ideales Gas)
Hoffe der Ansatz hilft, weil ich muss hier unbedingt selber vorankommen.
Das zauberwort ist für dich: Volumenänderungsarbeit
Die deine Stoffmenge bleibt ja konstant und daher fällt der dritte Term der Fundamentalgleichung weg.
Frohes Schaffen
Vielen Dank für die bisherigen Antworten. Mein Problem dabei ist, dass die Temperatur des Inhalts des Drucktanks der Umgebungstemperatur entspricht. Der Weg, wie das Gas verdichtet wurde ist bei dieser Fragestellung imo nicht relevant.
Wenn ich dieses Gas jetzt entspanne sinkt die Temperatur unter die Umgebungstemperatur. Bei konstanter Temperatur würde es sich im Fall eines perfekten Gases um eine isenthalpe Zustandsänderung handeln und es würde keine Enthalpie frei werden. Soweit ist mir das klar.
Die Frage stellt sich mir viel mehr was passiert mit dem Druck im Tank. Sobald eine Menge dm ausgeströmt ist sinkt der Druck und damit die spezifische Enthalpie bezüglich der Umgebung. Ich suche einen integralen Ansatz für die isentrope Entspannung eines Gases aus einem Drucktank mit begrenztem Volumen. Die Temperatur des Drucktanks kann als konstant angenommen werden. Der Tank ist diabat mit der Umgebung gekoppelt.
Vielleicht hilft diese Detailierung weiter.
Danke und schönen Sonntag
Mark
also erst einmal muss die Fundamentalgleichung oben
dH=TdS+Vdp sein
Zudem kannst du dies doch schreiben als
deltaH=Integral V dp (Integral von Punkt 1 bis 2)
Somit wird das Ganze dann doch zu dH=V(p2-p1)
Wenn ich heute Abend mein Thermo-Skript aus dem umzugskarton gefischt habe schau ich da noch einmal rein. Da weiß ich, dass etwas zu isothermen Zustandsänderungen drin steht.
Ha…hast du ein Glück! Das Skript ist noch nicht eingepackt 
Du hast ja eine wenn ich dich jetzt richtig verstanden habe eine isotherme änderung:
pv=RiT
p1v1=p2v2
Die Entropieänderung ist Ri ln(p1/p2)
die ausgetauschte Wärme q12=-Integral vdp=-w12
Die Volumenänderungsarbeit ist die negativ ausgetauschte Wärme: w12(volumen)=-Integral pdv=-q12=p2v2 ln(v1/v2)
und hier die Formel die ich dir auch schon genannt habe:
w12(technisch)=Integral vdp=-q12=p2v2 ln(v1/v2)
Die herleitung sollte dir eigentlich helfen!
adiabat isentrop brauchst du den Isentropenkoeffizienten
(p1/p2)=(v2/v1)hoch gamma
w(voluumen)=Cv(T2-T1)
w(technisch)=Cp(T2-T1)=gamma*w(volumen)
Leider kann ich dir jetzt nicht mehr viel helfen, da ich neben dem Lernen auch gerade umziehe und in der neuen Wohnung noch kein I-net liegt. Falls ich in der Uni bin kann ich ggf über das Wlan dort antworten.
Schönen Sonntag
Sorry das ich so spät antworte.
Ich hab leider auch gerade kein Buch zur Hand (alles in der Firma…).
Dieser wikiartikel berschreibts ganz gut
http://de.wikipedia.org/wiki/Volumenarbeit
Kommst du damit klar oder hattest du den schon gefunden ?
Vorgehensweise: Mit idealem Gasgesetz die beiden Volumina berechnen
p1 * V1 = p2*V2
und dann einsetzen in
W(1,2) = -m*R*T ln(V2/V1)
Das müsste eigentlich passen.
mfg Sebastian