Der Stirling-Zyklus
Storyboard 
Eine thermodynamische Maschine, die nicht auf interne Verbrennung angewiesen ist, sondern ausschließlich äußere Wärmezufuhr erhält. Durch diesen Prozess entsteht dennoch der typische Druck-Volumen-Zyklus, was es ermöglicht, die erzielte Effizienz zu modellieren und zu berechnen.
ID:(1485, 0)
Der Stirling-Zyklus
Beschreibung 
Eine thermodynamische Maschine, die nicht auf interne Verbrennung angewiesen ist, sondern ausschließlich äußere Wärmezufuhr erhält. Durch diesen Prozess entsteht dennoch der typische Druck-Volumen-Zyklus, was es ermöglicht, die erzielte Effizienz zu modellieren und zu berechnen.
Variablen
Berechnungen
Berechnungen
Gleichungen
Durch die Zufuhr von der Wärme zugeführt ($Q_H$) steigt die Temperatur des Gases von $T_2$ auf $T_3$ in einem isochoren Prozess (bei konstantem Volumen). Dies bedeutet, dass wir die Beziehung f r ERROR:8085 mit die Wärmekapazität bei konstantem Volumen ($C_V$) und die Variación de Temperature ($\Delta T$) verwenden k nnen, die durch die folgende Gleichung ausgedr ckt wird:
| $ dU = C_V \Delta T $ |
Dies f hrt zu den Werten von die Temperatur im Zustand 2 ($T_2$) und die Temperatur im Zustand 3 ($T_3$) wie folgt:
| $ Q_h = C_V ( T_2 - T_1 )$ |
(ID 15363)
Beim Entfernen von der Absorbierte Wärme ($Q_C$), wenn der Volumen ($V$) gleich ERROR:8498,0 ist, erh ht sich die Absolute Temperatur ($T$) von die Temperatur im Zustand 1 ($T_1$) auf die Temperatur im Zustand 2 ($T_2$). Dies impliziert, dass wir die Beziehung f r ERROR:8085 mit die Wärmekapazität bei konstantem Volumen ($C_V$) und die Variación de Temperature ($\Delta T$) verwenden k nnen, die durch die Gleichung ausgedr ckt wird:
| $ dU = C_V \Delta T $ |
dies f hrt uns zu dem Ausdruck:
| $ Q_c = C_V ( T_1 - T_2 )$ |
(ID 15364)
Die Arbeit wird mithilfe des Integrals von der Am System durchgeführte Arbeiten ($W_{in}$) mit der Anzahl der Mol ($n$) und die Druck ($p$) berechnet, das von der Erweitertes Volumen ($V_1$) bis der Komprimiertes Volumen ($V_2$) in der Volumen ($V$) integriert ist:
| $ W = \displaystyle\int_{V_1}^{V_2}p\,dV$ |
Wenn die Druck ($p$) mit Hilfe von die Universelle Gas Konstante ($R_C$), der Anzahl der Mol ($n$) und die Absolute Temperatur ($T$) mithilfe der Gasgleichung
| $ p V = n R_C T $ |
erhalten wird, ergibt sich das Integral f r die Absolute Temperatur ($T$) als die Temperatur im Zustand 1 ($T_1$).
$W = \displaystyle\int_{V_1}^{V_2} p dV = \displaystyle\int_{V_1}^{V_2} \displaystyle\frac{nRT_1}{V} dV = nRT_1\ln\left(\displaystyle\frac{V_2}{V_1}\right)$
Daher ergibt sich:
| $ W_{in} = n R_C T_1 \ln\left(\displaystyle\frac{ V_2 }{ V_1 }\right)$ |
(ID 15365)
Die Arbeit wird durch die Integration von der Vom System ausgeführte Arbeit ($W_{out}$) mit die Druck ($p$) berechnet, die von ERROR:8458 bis der Erweitertes Volumen ($V_1$) in der Komprimiertes Volumen ($V_2$) integriert ist:
| $ W = \displaystyle\int_{V_1}^{V_2}p\,dV$ |
Wenn die Druck ($p$) mit Hilfe der Gleichung f r Gase, n mlich
| $ p V = n R_C T $ |
durch die Universelle Gas Konstante ($R_C$), der Anzahl der Mol ($n$) und die Absolute Temperatur ($T$) erhalten wird, ergibt sich das Integral f r die Absolute Temperatur ($T$) als die Temperatur im Zustand 1 ($T_1$).
$W = \displaystyle\int_{V_1}^{V_2} p dV = \displaystyle\int_{V_1}^{V_2} \displaystyle\frac{nRT_2}{V} dV = nRT_2\ln\left(\displaystyle\frac{V_2}{V_1}\right)$
Daher ergibt sich:
| $ W_{out} = n R_C T_2 \ln\left(\displaystyle\frac{ V_2 }{ V_1 }\right)$ |
(ID 15366)
(ID 15757)
Die Leistungsfähigkeit ($\eta$) wird als das Verh ltnis von der Effektive Arbeit ($W$) zu der Wärme trug zum System bei ($Q$) definiert:
| $ \eta \equiv \displaystyle\frac{ W }{ Q } $ |
wobei der Effektive Arbeit ($W$) in Beziehung zu der Vom System ausgeführte Arbeit ($W_{out}$) und der Am System durchgeführte Arbeiten ($W_{in}$) steht durch:
| $ W \equiv W_{out} - W_{in} $ |
w hrend der Wärme trug zum System bei ($Q$) mit der Wärme zugeführt ($Q_H$) verbunden ist, was wie folgt definiert wird:
| $ Q \equiv W_{in} + Q_h $ |
Da der Vom System ausgeführte Arbeit ($W_{out}$) in Beziehung zu der Anzahl der Mol ($n$), die Temperatur im Zustand 2 ($T_2$), der Erweitertes Volumen ($V_1$), der Komprimiertes Volumen ($V_2$) und die Universelle Gas Konstante ($R_C$) steht durch:
| $ W_{out} = n R_C T_2 \ln\left(\displaystyle\frac{ V_2 }{ V_1 }\right)$ |
und der Am System durchgeführte Arbeiten ($W_{in}$) mit die Temperatur im Zustand 1 ($T_1$) verbunden ist durch:
| $ W_{in} = n R_C T_1 \ln\left(\displaystyle\frac{ V_2 }{ V_1 }\right)$ |
und der Wärme zugeführt ($Q_H$) mit die Wärmekapazität bei konstantem Volumen ($C_V$) verbunden ist durch:
| $ Q_h = C_V ( T_2 - T_1 )$ |
kann die Leistungsfähigkeit ($\eta$) berechnet werden, was zu folgendem Ergebnis f hrt:
| $ \eta = \displaystyle\frac{ T_2 - T_1 }{ T_1 + \displaystyle\frac{ C_V ( T_2 - T_1 )}{ n R_C \ln( V_2 / V_1 )}}$ |
(ID 15759)
Beispiele
ID:(1485, 0)
