2 - Überblick

2.2 - Sonderfälle

2.2.1 - Thermodynamik bei Verbrennungsmotoren

2.2.1.1 - Die Grundlagen der Thermodynamik

Die Thermodynamik stützt sich auf folgende Grundlagen:

- Energie kann nicht aus dem Nichts kommen und auch nicht zerstört werden;

- Die Formen der Energie können nur umgewandelt werden: Brennstoff in Wärme und Wärme in mechanische Energie;

- Wärme lässt sich niemals vollständig in mechanische Arbeit umwandeln, allein schon wegen der in den Lagern der sich in Bewegung befindlichen Teile entstehenden Reibung;

- Alle natürlichen und technischen Energieumwandlungsprozesse sind unumkehrbar und gehen in die wahrscheinlichste Richtung, von sich aus geht Wärme nur von einem wärmeren Körper in einen kälteren Körper über;

- Der umgekehrte Fall, also der Übergang von kalt zu warm, kann nur durch das Einbringen von Energie erreicht werden.

2.2.1.2 - Umwandlungsarten

Die thermodynamische Umwandlung wird nach den Umständen, unter denen sie stattfindet, bezeichnet. Somit wird eine Umwandlung:

- bei konstantem Druck als isobar bezeichnet;

- bei konstantem Volumen als isochor bezeichnet;

- bei konstanter Temperatur als isotherm bezeichnet;

- ohne Wärmeaustausch als adiabatisch bezeichnet;

- ohne Wärmeaustausch und ohne Reibung als isentropisch bezeichnet;

- mit Änderung des allgemeinen Zustands als polytropisch bezeichnet.

Wenn wir die theoretischen Zyklen der idealen Gase untersuchen, können wir die Gesetze dieser Umwandlungen ausdrücken, indem wir uns der Konstante bedienen, die wir L.J. Gay Lussac (1778 - 1850) verdanken: PV = RT. Er hat die Konstante PV = R (267 + t) formuliert. Dies kommt nahe an PV = R (273,15 + t) heran.

Das Gesetz von Gay-Lussac, gekoppelt an das von Boyle-Mariotte, ermöglicht einige Jahre später die Aufstellung des Gesetzes der "idealen Gase". Deren Gleichung lautet PV = nRT oder PV = NkT, auf der Basis einfacher Modellierung der Gase in den thermodynamischen Systemen.

2.2.1.3 - Funktionsprinzip

Die in dem Brennstoff vorhandene chemische Energie wird umgewandelt in Wärme durch eine Verbrennung, für die Sauerstoff benötigt wird und diese Wärmeenergie wird mit Hilfe der mechanischen Komponenten, die eine Verbrennungsmotor genannte Einheit bilden.

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