Physics
Wärmekraftmaschinen
Ein Gaskolben fährt Carnot-, Otto- und Stirling-Zyklen auf einem lebendigen pV-Diagramm: Arbeit pro Zyklus, Wirkungsgrad gegen die Carnot-Grenze und rückwärts ein Kühlschrank.
Was passiert
Nichts hier ist gezeichnet - der Zyklus wird verdient. Vierhundert Moleküle hämmern auf den Kolben, jeder Einschlag als Arbeit und Druck verbucht, jeder Wandkontakt als Wärme, und die pV-Schleife setzt sich aus diesen Mikroimpulsen selbst zusammen, genau zwischen den analytischen Isothermen-Schienen. Die isolierten Hübe reiten auf PV^(5/3) = const (γ = 5/3) mit ΔU = −W bis zur letzten Stelle, die Schleifenfläche deckt sich mit der gesammelten Arbeit, und der gemessene Wirkungsgrad eines langsamen Carnot-Zyklus drückt von unten gegen 1 − Tc/Th - molekulares Chaos erzwingt den zweiten Hauptsatz. Wechseln Sie zu Otto oder Stirling, sehen Sie das T-S-Rechteck scheren, oder setzen Sie das Häkchen und fahren Sie dieselbe Maschine als Kühlschrank, der Wärme bergauf pumpt.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen W = ∫ p dV entlang des geschlossenen Zyklus (eingeschlossene Fläche) η = W / Q_in, η_Carnot = 1 − T_c / T_h p V = n R T, p V^γ = const (adiabat) Reibung: W_shaft = W_gas − F·∫|dL|; η_shaft = W_shaft / Q_h; der pV-Zyklus beschreibt Gasarbeit und bleibt unverändert; Reibung reduziert die von der Welle geleistete Arbeit Maßstab: p ≈ N T / V = 100…400, W_Carnot = N (T_h − T_c) ln 2 = 111, Kolbenweg ≈ 6.6 pro Zyklus: F = 8 frisst die halbe Arbeit
