ich befasse mich z.Z. mit der Funktion von Pkw-Klimaanlagen und habe da ein paar verständnis Schwierigkeiten.
1.)Wenn ein Stoff verdampft entnimmt er die dafür notwendige Wärmeenergie aus seiner Umgebung??
Kann ich sagen, wenn ich einen Topf mit Wasser ohne Deckel zum sieden bringe wird die Flüssigkeit verdampfen –aufsteigen- versuchen weitere Wärmeenergie aus der Umgebung aufzunehmen und da das bei Zimmertemperatur nicht ausreicht, gibt er seine Energie an die Umgebung ab und wird demnach wieder Kondensieren??
2.)Dampfdruckkurve Wasser: Bei 5 Bar Druck ist der Siedepunkt bei 150 Grad!
Wenn ich einen fest verschlossen Topf auf 150 Grad erwärme, werde ich dann 5 Bar Druck in diesem Topf haben??
1.)Wenn ein Stoff verdampft entnimmt er die dafür notwendige
Wärmeenergie aus seiner Umgebung??
Ja.
Kann ich sagen, wenn ich einen Topf mit Wasser ohne Deckel
zum sieden bringe wird die Flüssigkeit verdampfen –aufsteigen-
versuchen weitere Wärmeenergie aus der Umgebung aufzunehmen
und da das bei Zimmertemperatur nicht ausreicht, gibt er seine
Energie an die Umgebung ab und wird demnach wieder
Kondensieren??
Der Dampf wird nicht „versuchen“ noch mehr Wärme aufzunehmen. Wärme fließt immer vom heißen zum kalten Körper. Da in der Regel Wasserdampf aus dem Kochtopf heißer ist als die Umgebung, wird er sich abkühlen.
Ob er kondensiert, hängt von mehreren Faktoren ab:
Wie weit wurde er durch Vermischung mit der Luft verdünnt? Die Luft kann immer einen gewissen Anteil Wasserdampf aufnehmen - bei höheren Temperaturen mehr, bei niedrigen weniger.
Für die Kondensation sind Keime (z. B. Staubkörner) erforderlich, an denen sich das flüssige Wasser niederschlagen kann.
Wenn ich einen fest verschlossen Topf auf 150 Grad erwärme,
werde ich dann 5 Bar Druck in diesem Topf haben??
Kann ich sagen, wenn ich einen Topf mit Wasser ohne Deckel
zum sieden bringe wird die Flüssigkeit verdampfen –aufsteigen-
versuchen weitere Wärmeenergie aus der Umgebung aufzunehmen
und da das bei Zimmertemperatur nicht ausreicht, gibt er seine
Energie an die Umgebung ab und wird demnach wieder
Kondensieren??
der 2. hauptsatz der thermodynamik verhindert, dass ein warmer koerper waerme von der kaelteren umgebung nimmt. beide streben ein gleichgewicht an, treffen sich also irgendwo dazwischen.
Danke für Eure Antworten, das hat mich schon ein Stück weiter gebracht. Vielleicht könnt ihr mir noch bei folgenden Problemen helfen:
1.) Nun habe ich in einer Pkw-Klimaanlage ein Kältemittel (R134a) mit einem Siedepunkt von -28 Grad bei Atmosphärendruck. Der dampfförmige Stoff wird durch einen Kompressor mit 18 Bar komprimiert und dadurch erwärmt. Bei 18 Bar verschiebt sich der Siedepunkt von R134a auf 65 Grad.
Kann ich nun annehmen das das Kältemittel somit eine Temperatur von 65 Grad aufweist??
2.) Danach wird es bei gleichbleibendem Druck auf 50 Grad abgekühlt und verflüssigt sich somit. Bevor es durch den Pkw-Innenraum geleitet wird, wird es durch ein Expansionsventil (Drossel) auf 3 Bar entspannt. Der Siedepunkt verschiebt sich dadurch auf 0 Grad, das flüssige Kältemittel verdampft also hinter der Drossel bevor es in einen „Verflüssiger“ in den Fahrzeuginnenraum geleitet wird.
– wo bleiben nun die 50 Grad, fallen die an dem Expansionsventil ab??
1.) Nun habe ich in einer Pkw-Klimaanlage ein Kältemittel
(R134a) mit einem Siedepunkt von -28 Grad bei
Atmosphärendruck. Der dampfförmige Stoff wird durch einen
Kompressor mit 18 Bar komprimiert und dadurch erwärmt. Bei 18
Bar verschiebt sich der Siedepunkt von R134a auf 65 Grad.
Kann ich nun annehmen das das Kältemittel somit eine
Temperatur von 65 Grad aufweist??
Nein, nur dass es unter 18Bar steht.
Der Trick ist jetzt aber, dass das Kältemittel erst mal Wärmer als sie Umgebung ist.
2.) Danach wird es bei gleichbleibendem Druck auf 50 Grad
abgekühlt und verflüssigt sich somit. Bevor es durch den
Pkw-Innenraum geleitet wird, wird es durch ein
Expansionsventil (Drossel) auf 3 Bar entspannt. Der Siedepunkt
verschiebt sich dadurch auf 0 Grad, das flüssige Kältemittel
verdampft also hinter der Drossel bevor es in einen
„Verflüssiger“ in den Fahrzeuginnenraum geleitet wird.
Der Trick bei der Wärmepumpe ist folgender.
Du hast irgend ein Kältemittel.
Dieses lässt man verdampfen, wodurch der Umgebung Energie (Wärme) entzogen wird.
Dann wird der Dampf mit dem Kompressor komprimiert und er wird einerseits heisser als die Verdampfungstemperatur war und andererseits wird das Kältemittel wieder verflüssigt. Durch die hohe Temperatur kann jetzt Wärme abgegeben werden. Entweder wird diese einfach an die Umgebung abgegeben (Kühlen) oder man führt sie prozesstechnisch ab (Wärmepunpenheizung).
Jetzt wird das Kältemittel wieder expandiert und verdampft und der Kreislauf geht von vorne los.
Der Wärmetransport ergibt sich aus der Energieaufnahme beim verdampfen und der Abgabe von Energie nach dem Kompressor.
2.) Danach wird es bei gleichbleibendem Druck auf 50 Grad
abgekühlt und verflüssigt sich somit. Bevor es durch den
Pkw-Innenraum geleitet wird, wird es durch ein
Expansionsventil (Drossel) auf 3 Bar entspannt. Der Siedepunkt
verschiebt sich dadurch auf 0 Grad, das flüssige Kältemittel
verdampft also hinter der Drossel bevor es in einen
„Verflüssiger“ in den Fahrzeuginnenraum geleitet wird.
Ich hoffe doch sehr, dass das Kältemittel nicht in den Fahrzeuginnenraum geleitet wird!!! (Je nach verwendetem Kühlmittel könntest Du die Insassen damit umbringen).
Im Prinzip hat es PeterTOO schon erklärt. Beim Verdampfer herrscht eine Temperatur von 0°C. Damit ist das Kühlmittel kälter als die Luft (die in die Fahrgastzelle geblasen wird). Also wird ihr Wärme entzogen.
– wo bleiben nun die 50 Grad, fallen die an dem
Expansionsventil ab??
Die Frage verstehe ich nicht. Temperatur ist keine Erhaltungsgröße. Was meinst Du mit „abfallen“?
1.) Nun habe ich in einer Pkw-Klimaanlage ein Kältemittel
(R134a) mit einem Siedepunkt von -28 Grad bei
Atmosphärendruck. Der dampfförmige Stoff wird durch einen
Kompressor mit 18 Bar komprimiert und dadurch erwärmt. Bei 18
Bar verschiebt sich der Siedepunkt von R134a auf 65 Grad.
Das ist korrekt!
Kann ich nun annehmen das das Kältemittel somit eine
Temperatur von 65 Grad aufweist??
Die Temperatur am Verdichteraustritt liegt oberhalb von 65°C(ca.100°C). Im Verflüssiger (der sich am Kühler des PKW befindet) wird das Kältemittelheißgas anschließend abgekühlt und verflüssigt! Nach dem Verflüssiger liegt die Temperatur des Kältemittels ca. bei 65°C.
2.) Danach wird es bei gleichbleibendem Druck auf 50 Grad
abgekühlt und verflüssigt sich somit. Bevor es durch den
Pkw-Innenraum geleitet wird, wird es durch ein
Expansionsventil (Drossel) auf 3 Bar entspannt. Der Siedepunkt
verschiebt sich dadurch auf 0 Grad, das flüssige Kältemittel
verdampft also hinter der Drossel bevor es in einen
„Verflüssiger“ in den Fahrzeuginnenraum geleitet wird.
An dieser Aussage stimmt etwas nicht! Das Kältemittel wird nach dem verdichten im Verflüssiger verflüssigt, anschließend gedrosselt und dann im Verdampfer verdampft! Der Verdampfer nimmt dabei die Wärme des Fahrzeugraumes auf!
– wo bleiben nun die 50 Grad, fallen die an dem
Expansionsventil ab??
Durch durch die Drosselung sinkt die Temperatur im Drosselorgan von 50°C auf die Siedetemperatur 0°C.
Ja, ich meinte ntürlich den „Verdampfer“ im Innenraum, sorry.
– wo bleiben nun die 50 Grad, fallen die an dem
Expansionsventil ab??
Durch die Drosselung sinkt die Temperatur im
Drosselorgan von 50°C auf die Siedetemperatur 0°C.
darf ich dann annehmen, das die Drossel an der Eintrittsseite
heiß und an der Austrittsseite kalt sein wird. D.h. das die 50
Grad somit vor der Drossel an die Umgebung abgeleitet werden??
darf ich dann annehmen, das die Drossel an der Eintrittsseite
heiß und an der Austrittsseite kalt sein wird.
Ja, das ist korrekt!
D.h. das die 50
Grad somit vor der Drossel an die Umgebung abgeleitet werden??
Nein, die Wärmemenge des Mediums (die Enthalpie), bleibt bei der Drosselung nahezu konstant!Du kannst es dir wie eine gefüllte Stickstoffflasche vorstellen. Wenn du das Ventil öffnest, entspannt die Flüssigkeit und verdampft dann in der Umgebung. Dabei wird auch keine Wärme von dem Ventil an die Umgebung abgegeben. Oder schaue dir einfach den zweiten Hauptsatz an!