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Hallo Peter
Ja. Das ist etwas die Krux mit den Stirlingsystemen...
Sie sind umso Energie-effizienter, je langsamer sie laufen.... Und daher für bestimmte industrielle Prozesse eher ungeeignet. Dann wenn sehr schnell gekühlt werden muss und entsprechend hohe Leistung (Durchsatz) erforderlich ist.
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Wie sie wohl schon wissen, stelle ich gerne dumme Fragen.
Jetzt hätte ich noch so dumme Fragen zur Verdichterleistung. Dazu folgende Überlegung:
Wir nehmen mal an, dass wir einen ganz einfachen Kolbenverdichter haben. Da haben wir dann im Zylinder ein Volumen an Gas. Dieses Gas hat eine bestimmte Temperatur. Und enthält somit eine Wärmemenge X.
Jetzt drücken wir das Volumen auf die Hälfte zusammen.
Was passiert jetzt genau mit der Wärmemenge X?
Genau genommen passiert mit der doch gar nichts, ausser dass sie von einem Raum A mit Volumen 1 in einen Raum B verschoben wird, mit einem Volumen 1/2
Also müsste theoretisch doch X immer noch gleich gross sein?
Und warum ist das dann nicht so?
PS: Die Korrekte Bezeichnung für die Wärmemenge ist tatsächlich zensiert.
forumbeobachter Was soll das?
Das ist keine dumme Frage, Rodizia. Das weiss ich nicht, aber vielleicht Oytenkratos.
Die Frage ist nur deshalb eine "dumme" Frage, weil sie schwer zu beantworten ist.
Aber es ist keine Scherzfrage!
Ich habe dafür einen Lösungsansatz. Weiss aber nicht, ob ich damit richtig liege. Von der Logik her ist es mir aber eigentlich schon klar. Ich weiss aber nicht, ob ich es mathematisch dann richtig ausdrücken kann.
Wenn hier oytenkratos vorlegen kann ... bin ich ihm bestimmt nicht böse. 
Ich weiss zwar nicht, ob Ihre Frage, die sich auf den Kolbenverdichter bezieht, auch auf den Scrollverdichter gestellt werden kann.
Ein Hubkolbenverdichter saugt das gasförmige Kältemittel durch einen sich in einem Zylinder bewegenden Kolben an. Der Kolben verfügt über ein Ansaugventil. Bewegt sich der Kolben im Zylinder nach unten wird das Gas angesaugt, bewegt er sich nach oben wird das angesaugte Gas verdichtet. Der Hubkolbenverdichter ist ein robuster und erprobter Verdichter. In Wärmepumpen wird er allerdings in jüngster Zeit vermehrt durch den Scrollverdichter ersetzt.
die wärme bzw. wärmemenge ist in ihrem beispiel nicht anwendbar da diese explizit in einem thermodynamischen system in einem vorgang aufgenommen oder abgegeben werden muss. das reine komprimieren von gasen mithilfe mechanischer energie führt zwar zu einer temperaturerhöhung des gases, da aber keine wärme abgeleitet wird kann man nicht von wärmemenge sprechen.
Wenn ein real existierender Kolbenkompressor einfachster Bauart, wie von mir beschrieben kein thermodynamisches System sein soll....
Was ist es dann?
ja, das verschieben bzw. komprimieren findet ja durch mechanische energie statt. aber da keine wärmeübertragung stattfindet ändert sich nichts am energiegehalt. nur das volumen nimmt ab und die temperatur erhöht sich.
vielleicht verstehe ich aber ihre fragestellung nicht genau. evtl. können sie es anderst formulieren?
Ich kann es wahrscheinlich nicht mehr besser formulieren.
Aber eigentlich beantworten sie meine Frage ja irgendwie schon. Denn in dem von mir genannten Beispiel beschrieb ich zuerst mal einen etwas idealisierten Prozess.
Und in diesem Prozess ändern sich Volumen und Temperatur des Gases. Die im Gas enthaltene Wärmemenge X sollte sich im idealen Prozess also nicht ändern.
Unter dem idealen Prozess verstehe ich hier zuerst mal, dass das System gegen Aussen vollständig isoliert ist. Wärmeübertragungen also, wenn überhaupt, nur innerhalb des Systems stattfinden könnten.
Letztlich will ich aber genau auf diese Wärmeübertragungen innerhalb des Systems hinaus.
Aber mal ganz vereinfacht und an den absolut gültigen "Energieerhaltungssatz" erinnert,
Die aufgewendeten physikalische Arbeit/Energie zur Verdichtung wird in Wärmeenergie im Gas verwandelt.
Wärmeenergie im einem Gas oder Gasgemisch entspricht der Summe der kinetischen Energie, die die einzelnen Gas-Atome oder Gas-Moleküle haben.
oytenkratos damiens insich+ und alle anderen Interessierten
oytenkratos beschreibt in seinem Beitrag den Punkt, auf den es aus meiner Sicht ankommt.
Ein beliebiges Gas hat zu einem beliebigen Zeitpunkt eine bestimmte kinetische Energie inne, die abhängig der Umgebung (Umgebungsvariabeln) ist.
In den Beiträgen zuvor hatte ich das als eine "Wärmemenge" des Gases bezeichnet. Der Ausdruck ist wohl nicht korrekt.
Korrekter wäre vielleicht der Ausdruck "Thermisches Potenzial". Stellvertretend für die kinetische Energie der Gasmoleküle ( oder auch Atome) unter ganz bestimmten Bedingungen. Dieses "Thermische Potenzial" variert je nach den Umgebungsbedingungen.
Das heisst, es kann je nach Variabeln mehr oder weniger "Wärmeenergie" geladen haben.
Jetzt bin ich mit damiens und auch oytenkratos soweit einig, das ein dichteres "Packen" der Moleküle in einen kleineren Raum für sich allein gesehen eigentlich keinen Einfluss auf den Energiegehalt der Moleküle haben sollte. Das wäre eine Verletzung des Energieerhaltungssatzes.
Bei einer in der Praxis durch geführten Kompression stimmt das aber nicht.
Nach der Kompression hat das Gas einen höheren kinetischen Energiegehalt.
Nach der Kompression hat das Gas relativ zu vorher einen höheren Wärmeenergiegehalt, der durch die Verdichtungsleistung entstanden ist.
(Abzüglich Reibung und Wärmeenergieverluste)
Warum abzüglich der Reibung?
Theoretisch wird ja bei der Reibung mechanische Energie in Wärmeenergie gewandelt? Dürfte also theoretisch da nicht verloren gehen.
Aber in der Praxis wird wohl ein Teil davon zusammen mit anderen Wärmeverlusten verloren gehen.
Warum abzüglich der Reibung?
Ich hatte gehofft sie würden mir auf diese Frage antworten?
Gut. Dann sind wir hier wohl der gleichen Meinung.
Ich bin auch noch der Meinung, dass die Verluste durch Reibung bei einer Wämekraftmaschine weitaus bedeutender sind, als bei einer Wärmepumpe.
Das zeigt sich unter Anderem gerade bei den Stirlingmotoren immer wieder. Bei einigen bekannten realen Konstruktionen gehören diese Verluste zum Hauptanteil der Verluste.
Ein anderer wesentlicher Teil der Verluste ist meist bei den Wärmetauschern zu finden. Die gilt sowohl für Wärmekraftmaschinen (WKM) wie auch für Wärmepumpen (WP).
(Auf die möglichen Verluste bei den Wärmetauschern (WT) haben sie in einem ihrer Beiträge bereits hingewiesen).
Ich fürchte, dass dieser Teil der Verluste oft unterschätzt wird.
