Wärmemaschinen

Eine Wärmekraftmaschine ist eine Maschine, die verwendet wird, um einer Quelle Wärme zu entziehen und sie dann teilweise in Arbeit in Form von mechanischer Energie umzuwandeln.

Die Komponenten einer Wärmekraftmaschine sind ein heißes Reservoir, das als Quelle fungiert, ein Arbeitsstoff für die Wärmeübertragung während des zyklischen Betriebs und ein kaltes Reservoir, das als Senke fungiert.

Wenn der Arbeitsstoff der Quelle Wärme entzieht, wird nur ein erheblicher Teil der Wärme für nützliche Arbeit genutzt, und die verbleibende Wärme wird an die Senke übertragen.

In einer idealen reversiblen Wärmekraftmaschine ist die Änderung der internen Energie des Systems Null.

Unter Verwendung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik erhält man einen Ausdruck für die aus der Wärmekraftmaschine gewonnene Arbeit.

Der thermische Wirkungsgrad der Wärmekraftmaschine wird als Verhältnis dieser Arbeit zur von der Quelle absorbierten Wärmemenge angegeben.

Bei praktischen Wärmekraftmaschinen ist dieser Wirkungsgrad immer kleiner als eins, da es unmöglich ist, die gesamte Wärme in Arbeit umzuwandeln, da es immer zu einem gewissen Wärmeverlust kommt.