Skript Technische Thermodynamik

Übungsaufgaben 

 

2.1 

Welche Temperatur t in °C müssen 1,2 kg Stickstoff (N

2

) haben, die bei einem 

absoluten Druck von 15 bar ein Volumen von 0,2 m³ einnehmen sollen? N

2

 

soll sich wie ein ideales Gas verhalten. R = 297 J/(kg K).   

 

2.2 

Bei t

1

 = 0°C und p

1

 = 1,01325 bar ist die Dichte der Luft 

ρ

1

 = 1,293 kg/m³. Wie 

groß ist sie bei t

2

 = 20°C und p

2

 = 0,9 bar? Die Luft soll sich wie ein ideales 

Gas verhalten! 

 

2.3 

Im Luftvorwärmer eines Kraftwerks werden 

V

•

N

 = 10000 m³ i.N./h Luft erhitzt. 

Der Luft tritt mit p

1

 = 0,95 bar, t

1

 = 45 °C in den Luftvorwärmer ein und wird 

isobar bis auf t

2

 = 270 °C erwärmt. Für die Luft soll das Stoffmodell des idea-

len Gases gelten mit R = 0,287 kJ/(kg K) 

 

a)  Wie groß ist der Luftmassenstrom in kg/s? 

 

b)  Wie groß ist der Luftvolumenstrom nach der Erwärmung in m³/h? 

 

c)  Wie groß muss der Durchmesser d

2

  der Rohrleitung sein, wenn die Luft 

 

mit einer Geschwindigkeit von c

2

 = 5 m/s vom Luftvorwärmer abströmen 

 

soll? 

 

2.4 

In einer Stahlflasche von 10 Liter Inhalt befindet sich Sauerstoff (O

2

) von 20°C 

und 50 bar. Für einen physikalischen Versuch wird langsam Sauerstoff ent-

nommen, wodurch der Flaschendruck auf 40 bar bei konstanter Temperatur 

fällt. Der entnommene Sauerstoff wird über ein Ventil auf 1,04 bar gedrosselt 

und durch Beheizung auf 60°C erwärmt.  

 

O

2

 sei ein ideales Gas mit R

O2

 = 259,8 J/(kg K). 

 

a)  Welche Sauerstoffmasse 

∆m wurde entnommen? 

 

b)  Welches Volumen nimmt der entnommene Sauerstoff ein?