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Wirkungsgrad der Dampfmaschine
Die besten Dampfmaschinen hatten bereits um 1910 einen sehr hohen Wirkungsgrad und erreichten mit Steinkohle mittlerer Güte einen Verbrauch von etwa 0.5 kg pro PS-Stunde (1 PS-Stunde = 735 W * 3600 s). Der Heizwert (Reaktionsenthalpie) von Steinkohle beträgt etwa 30 MJ/kg. Eine Pferdestärke (PS) entspricht einer Leistung von 735 W.
- Wie gross ist der Wirkungsgrad der Dampfmaschine, wenn man die abgegebene Leistung mit dem Heizwert der Steinkohle vergleicht.
- Wasserdampf kann in einem Kessel bis auf etwa 350°C erhitzt werden. Mit Hilfe eines Unterdrucks im Kondensator lässt sich die Temperatur des entspannten Dampfes auf etwa 50°C absenken. Welcher Wirkungsgrad erreicht eine zwischen diesen beiden Temperaturen reversibel arbeitende Wärmekraftmaschine, wenn man unter Wirkungsgrad das Verhältnis von freigesetzter Prozessleistung zu Stärke des zufliessenden Energiestromes versteht?
- Wieso ist der Wirkungsgrad einer Dampfmaschine im Vergleich zur reversibel arbeitenden Wärmekraftmaschine immer noch fast drei Mal kleiner?
- Wieso haben Verbrennungsmotoren einen viel höheren Wirkungsgrad als Dampfmaschinen?