Lösung zu Aviatik 2012/2

Lösung 1

1. Änderung von Enthalpie und Entropie im System: [math]W_{th}=\Delta H=mc\Delta T[/math] = 419 kJ; [math]\Delta S=mc\ln\left(\frac{T_2}{T_1}\right)[/math] = 1.40 kJ/K
2. zu pumpende Entropie [math]S_{WP}=\frac{W_{th}}{T_{oben}}[/math] = 1.30 kJ/K; Pumparbeit [math]W=\Delta T_{WP}S_{WP}[/math] = 51.9 kJ
3. zwischen Wärmepumpe und Wasser produzierte Entropie: [math]S_{prod}=\Delta S-S_{WP}[/math] = 98 J/K
4. aufzuwendende Energie ist gleich Energiezunahme im Wasser minus Energie aus der Umgebung: [math]S_{Umg}=\Delta S[/math]; [math]W_{Umg}=S\cdot T_{Umg}[/math]; [math]W_{rev}=\Delta H-W_{Umg}[/math] = 24.2 kJ

<videoflash>_yoCV9W1UZg|649|360</videoflash>

Lösung 2

1. Diesel-Zyklus
2. [math]p_2=p_1\left(\frac{V_1}{V_2}\right)^\kappa[/math] = 66.3 bar; [math]T_2=T_1\left(\frac{V_1}{V_2}\right)^{\kappa-1}[/math] = 994 K;
3. [math]T_3=T_2+\Delta T=T_2+\frac{\Delta H}{n\hat c_p}[/math] = 994 K + 759 K = 1853 K
4. isobar Volumen 3 berechnen [math]V_3=V_2\frac{T_3}{T_2}[/math] = 0.0466 Liter; isentrop Temperatur vier berechnen [math]T_4=T_3\left(\frac{V_3}{V_4}\right)^{\kappa-1}[/math] = 717 K;isentrope Expansion: [math]\Delta W=W_{mech}=n\hat c_V\Delta T_{23}[/math] = -437 J;

<videoflash>Ru4QogH7-4k|649|360</videoflash>

Lösung 3

Gegengewicht: [math]F_{SG}-F_{GG}=m_Ga_G[/math]

Kabine: [math]F_{GK}-F_{SK}=m_Ka_K[/math]

Antriebsrad: [math]F_{SK}r-F_{SG}=J\alpha[/math]

Kinematik: [math]a_G=a_K=r\alpha[/math]

[math]a=g\frac{m_K-m_G}{m_G+m_K+\frac{J}{r^2}}[/math] = 1.51 m/s²

[math]F_{SG}=m_G(a+g)[/math] = 2.26 kN

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Lösung 4

<videoflash>WivYnwH52mk|649|360</videoflash>

Lösung 5

<videoflash>fSxWwfzmMwc|649|360</videoflash>fSxWwfzmMwc

Aufgabe