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3. Übungsblatt - Lehrstuhl für Thermodynamik

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Technische Universität München
Lehrstuhl für Thermodynamik
Prof. Dr.-Ing. T. Sattelmayer
Prof. W. Polifke Ph.D.
3. Übungsblatt
Abgabe bis 13.11.2014
Aufgabe 4.12 (S. 160)
Stellen Sie an den bereits bekannten Systemen aus dem 1. Übungsblatt jeweils eine vollständige Leistungsoder Energiebilanz auf und vereinfachen Sie die Bilanzen so weit wie möglich:
a)
Perfekt isolierter Verdichter, stationär betrieben
b)
Campingkocher in Betrieb
c)
Lagerfeuer
d)
Segelflugzeug im Landeanflug
e)
Wärmeisolierter Backofen mit Kuchen
f)
Homogen gerührter Kuchenteig im Backofen
g)
Heizkörper, stationär durchströmt
h)
Heizkörper in Heizungsanlage, stationär durchströmt
Heizkessel
Wärmezufuhr
1
i)
Glühbirne direkt nach dem Einschalten
j)
Kaffee in perfekt isolierter Thermoskanne in
fahrendem Auto
Aufgabe 4.13 (S. 161)
Ein Swimming-Pool der Länge l = 10 m, der Breite b = 5 m und der Tiefe t = 2, 50 m ist zum Zeitpunkt 1
vollständig entleert. Bis zum Zeitpunkt 2 wird er bis zur Oberkante mit Wasser befüllt. Berechnen Sie die
Volumenänderungsarbeit WV,∞ , die während des Befüllvorgangs an der Umgebung (p ∞ = 1 bar) verrichtet
wird!
Aufgabe 4.14 (S. 162)
Zur Herstellung von Ziegeln werden Tonquader der Masse m = 3, 5 kg (spezifische Wärmekapazität
c Ton = 1, 2 kJ/kg K) von Umgebungstemperatur (T∞ = 20 ◦ C) auf Theiß = 1 200 ◦ C erhitzt. Im stationären
Betrieb werden im Elektrohochofen 5 000 Ziegel pro Stunde gebrannt. Über die Wände des Ofens wird ein
Verlustwärmestrom von Q˙ Verlust = 1, 2 MW abgegeben.
a) Stellen Sie zunächst eine vollständige Energiebilanz an einem einzelnen „Tonquader“ auf! Berechnen
Sie anschließend die Wärmemenge Q Ton , die ein Tonquader während des Aufheizens aufnimmt.
b) Berechnen Sie die elektrische Leistung P el , die dem Hochofen zugeführt werden muss.
2
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