Arbeit beim reversiblen Kreisprozess

• Beispielprozess Kolbenmaschine:
  • im p-V-Diagramm
    
  • Weg 1-x-2:
    • Gas expandiert
    • gibt Volumenänderungsarbeit W_V12 < 0 an Energiespeicher ab (z.B. Kurbelwelle oder Feder)
    • nimmt Wärme Q₁₂ auf
  • Weg 2-y-1:
    • Gas wird verdichtet
    • nimmt Volumenänderungsarbeit W_V21 > 0 vom Energiespeicher auf
    • gibt dabei Wärme Q₂₁ ab
• Arbeit W_k des Kreisprozesses:
  • Summe aller zu- und abgeführten Volumenänderungsarbeiten
  • wegen 1. Hauptsatz:
    • 
  • allgemein:
    • W_k = Σ W_V = - Σ Q
• W_k im p-V-Diagramm:
  • W_V ist gegeben durch Fläche unter der p-V-Kurve, daher:
    
  • -W_k ist die im p-V-Diagramm vom Kreisprozess umschlossene Fläche
• rechtslaufender Kreisprozess:
  • W_k < 0, Σ Q > 0
  • Gesamteffekt: Wärme wird aufgenommen und Volumenarbeit abgegeben
  • Wärmekraftanlage
  • Wärmezufuhr (etwa bei x) bei höherer Temperatur als Wärmeabfuhr (bei y)
• linkslaufender Kreisprozess:
  • W_k > 0, Σ Q < 0
  • Gesamteffekt: Volumenarbeit wird hineingesteckt und Wärme abgegeben
  • Wärmepumpe oder Kältemaschine
  • Wärmezufuhr (etwa bei y) bei niedrigerer Temperatur als Wärmeabfuhr (bei x)
• Technische Arbeit im Kreisprozess:
  • gegeben durch Fläche V(p):
    
  • W_k ist auch die Summe der technischen Arbeiten beim offenen System