ım Fach „Grundlagen der Lhermodynamiık”
Termin: 02. Juni 2023; Bearbeitungszeit: 150 Minuten
Aufgabe 1 (25P)
Bitte beantworten Sie die Aufgaben 1.1 bis 1.5 jeweils unterhalb der Aufgabenstellung!
Aufgabe 1.1 (5P)
Für die spezifische reversible technische Arbeit gilt im stationären Fließprozess
Wti2rev 7 S; vdp. Zeigen Sie, dass das positive Vorzeichen vor dem Integral für
Kompression und Expansion in einer Strömungsmaschine (Verdichter, Pumpe, Turbine) mit
der für die Zu- und Abfuhr von Energieströmen festgelegten egoistischen Vorzeichenregel im
Einklang steht.
poshiu = woefcht 7 Rarpı 9 ap>O©
V Ier own abs von Ip
Aufgabe 1.2 (5 P)
Stellen Sie für die in der folgenden Skizze dargestellte Wärmezufuhr die Energiebilanz auf und
geben Sie die daraus resultierende Gleichung zur Berechnung der spezifischen Enthalpie hz an.
“ Kinetische und potentielle Energie können vernachlässigt werden. Hängt die Gleichung davon
ab, ob Q1, zu- oder abgeführt wird? Begründen Sie Ihre Antwort stichwortartig.
®
Q2
nz
A
W Im-hA) o. ®
Om m, h, m, h,
N _ I nA —,i >
wc Q% E - \ı 4 Ä
W ehr Aal ce k A ,
, Aufgabe 1.3 (5 P)
ten
_ Bei einem Abnahmeversuch sollen Sie die Leistung eines in gu ter Näherung adiaba
Luftverdichters überprüfen. Ihre Messungen ergeben für den Luftstrom am Eintritt (Zustand 1)
und Austritt (Zustand 2) die folgenden Daten: Tı = 288,15 K, pı = 0,1 MPa und 72 _ 4115 K,
p2 = 0,5 MPa. Mit Hilfe einer hochgenauen Zustandsgleichung berechnen Sie für diese
Zustände folgende Enthalpien und Entropien:
TIK p!MPa ol(kglm?) | h/(kl/kg) | s/(Kl/kg K))
288,15 0,1 1,2095 414,38 3,8499
451,15 0,5 3,8555 578,99 3,8403
Sehen Sie einen Grund, Ihren Messergebnissen zu misstrauen? Begründen Sie Ihre Antwort
stichwortartig. an rar and EEE,
r
( Ufo Supste J
0 f Er\ {6 adapalos a! ds 20 „ws \net > en .
X
Aufgabe 1.4 (5 P)
Für die Überprüfung von Sicherheitseinrichtungen einer Chemieanlage benötigen Sie die
Enthalpiedifferenz zwischen flüssigem Chlorwasserstoff (HCI, Zustand 1) bei Tı =210 K und
pı = 0,37 MPa und gasförmigem Chlorwasserstoff (Zustand 2) bei T2 = 220 K und pa = 0,37
MPa. Eine genaue Zustandsgleichung steht Ihnen nicht zur Verfügung, aber im VDI-
Wärmeatlas finden Sie folgende Informationen:
Chlorwasserstoff, HCl (T: = 324,6 K, p: = 8,309 MPa, p. = 450 kg/m?)
T.K Br kPa p'; p", h,' h", Ah,, Cp', ",
j kg/m? |ke/m?|kJ/kg| kUkg | kkg | kl/(kgK) | kJ/kgK)
188,05 | 1013 | 1190 | 25 | 0 | 422 | 42 1,61 0,85
200 | ıso | 1155 | 5 | 20°| 452 | 432 |_ 1,66 0,87
215 | 370 | nıs | ı0 | a | aı | a6 | 174 | 091
230 | 670 | 100 | ı5s | nı | 467 | 396 1,84 0,96
245 | 1100 | 1020 | 25 | 99 | 473 | 374 1,95 1,04
Schätzen Sie die Enthalpiedifferenz Ahız = h2 - hı ab. nc
us 20+7'0 = det
Au - hr \ A
MAN na Kt -5 He - Ur-
(U6t ug) Äu52.>0\
u29.24 0)/ + co) Gr
f J u
1
rl Arnd
a4
f ua M26t?
\ Mar are - ur) - ac no
LION) — US ©)
m: (us Aue) er”
Aa tbe ,
Be
a7 Is ae (IT) 2 MSCEH?
\
parzhir d0e ATI DU
A sobor 3 yon
ol = u N p®
ni. 0 M6E6r
nn, Av ber ao
3: vberii ien ohn u 677)
mn
4
oh + ohy Ahr 5 2% e2 h
Termin: 02. Juni 2023; Bearbeitungszeit: 150 Minuten
Aufgabe 1 (25P)
Bitte beantworten Sie die Aufgaben 1.1 bis 1.5 jeweils unterhalb der Aufgabenstellung!
Aufgabe 1.1 (5P)
Für die spezifische reversible technische Arbeit gilt im stationären Fließprozess
Wti2rev 7 S; vdp. Zeigen Sie, dass das positive Vorzeichen vor dem Integral für
Kompression und Expansion in einer Strömungsmaschine (Verdichter, Pumpe, Turbine) mit
der für die Zu- und Abfuhr von Energieströmen festgelegten egoistischen Vorzeichenregel im
Einklang steht.
poshiu = woefcht 7 Rarpı 9 ap>O©
V Ier own abs von Ip
Aufgabe 1.2 (5 P)
Stellen Sie für die in der folgenden Skizze dargestellte Wärmezufuhr die Energiebilanz auf und
geben Sie die daraus resultierende Gleichung zur Berechnung der spezifischen Enthalpie hz an.
“ Kinetische und potentielle Energie können vernachlässigt werden. Hängt die Gleichung davon
ab, ob Q1, zu- oder abgeführt wird? Begründen Sie Ihre Antwort stichwortartig.
®
Q2
nz
A
W Im-hA) o. ®
Om m, h, m, h,
N _ I nA —,i >
wc Q% E - \ı 4 Ä
W ehr Aal ce k A ,
, Aufgabe 1.3 (5 P)
ten
_ Bei einem Abnahmeversuch sollen Sie die Leistung eines in gu ter Näherung adiaba
Luftverdichters überprüfen. Ihre Messungen ergeben für den Luftstrom am Eintritt (Zustand 1)
und Austritt (Zustand 2) die folgenden Daten: Tı = 288,15 K, pı = 0,1 MPa und 72 _ 4115 K,
p2 = 0,5 MPa. Mit Hilfe einer hochgenauen Zustandsgleichung berechnen Sie für diese
Zustände folgende Enthalpien und Entropien:
TIK p!MPa ol(kglm?) | h/(kl/kg) | s/(Kl/kg K))
288,15 0,1 1,2095 414,38 3,8499
451,15 0,5 3,8555 578,99 3,8403
Sehen Sie einen Grund, Ihren Messergebnissen zu misstrauen? Begründen Sie Ihre Antwort
stichwortartig. an rar and EEE,
r
( Ufo Supste J
0 f Er\ {6 adapalos a! ds 20 „ws \net > en .
X
Aufgabe 1.4 (5 P)
Für die Überprüfung von Sicherheitseinrichtungen einer Chemieanlage benötigen Sie die
Enthalpiedifferenz zwischen flüssigem Chlorwasserstoff (HCI, Zustand 1) bei Tı =210 K und
pı = 0,37 MPa und gasförmigem Chlorwasserstoff (Zustand 2) bei T2 = 220 K und pa = 0,37
MPa. Eine genaue Zustandsgleichung steht Ihnen nicht zur Verfügung, aber im VDI-
Wärmeatlas finden Sie folgende Informationen:
Chlorwasserstoff, HCl (T: = 324,6 K, p: = 8,309 MPa, p. = 450 kg/m?)
T.K Br kPa p'; p", h,' h", Ah,, Cp', ",
j kg/m? |ke/m?|kJ/kg| kUkg | kkg | kl/(kgK) | kJ/kgK)
188,05 | 1013 | 1190 | 25 | 0 | 422 | 42 1,61 0,85
200 | ıso | 1155 | 5 | 20°| 452 | 432 |_ 1,66 0,87
215 | 370 | nıs | ı0 | a | aı | a6 | 174 | 091
230 | 670 | 100 | ı5s | nı | 467 | 396 1,84 0,96
245 | 1100 | 1020 | 25 | 99 | 473 | 374 1,95 1,04
Schätzen Sie die Enthalpiedifferenz Ahız = h2 - hı ab. nc
us 20+7'0 = det
Au - hr \ A
MAN na Kt -5 He - Ur-
(U6t ug) Äu52.>0\
u29.24 0)/ + co) Gr
f J u
1
rl Arnd
a4
f ua M26t?
\ Mar are - ur) - ac no
LION) — US ©)
m: (us Aue) er”
Aa tbe ,
Be
a7 Is ae (IT) 2 MSCEH?
\
parzhir d0e ATI DU
A sobor 3 yon
ol = u N p®
ni. 0 M6E6r
nn, Av ber ao
3: vberii ien ohn u 677)
mn
4
oh + ohy Ahr 5 2% e2 h
