Aufgabe 13
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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).
- Bestimmen Sie die thermischen Zustandsgrößen vor und nach der
Brennstoffzufuhr.
- Welche Volumenänderungsarbeit wird vom Gas an den Kolben
abgegeben?
- 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 cp schätzen Sie mal 2200 °C als
Endtemperatur ;-)
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Benötigte Tabellenwerte:
- Molmasse von Luft: M = 28.966 kg/kmol
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spezifische Wärmekapazität von Luft:
- Lösung