Geschlossene thermodynamische Systeme

In einem geschlossenen System hingegen, kann zwar Energie in Form von mechanischer Arbeit und Wärme über die Systemgrenze hinweg ausgetauscht werden, jedoch keine Masse. Das geschlossene System ist als im Gegensatz zum offenen System somit nur durchlässig für Arbeit und Wärme.

Thermodynamische Systeme, Motor-Zylinder, geschlossenes, System-Grenze, Definition

Interaktive Abbildung: Motorzylinder als Beispiel eines geschlossenen thermodynamischen Systems

Der Zylinder eines Verbrennungsmotors während dem Verdichtungs- und Arbeitstakt stellt bspw. ein solches geschlossenes System dar. Die Ventile schließen hierbei das System ab und verhindern damit ein ab- bzw. zuströmen von Masse. Das System wird dabei durch das Innenvolumen des Zylinders begrenzt. Die Systemgrenze ist in diesem Fall nicht etwa starr sondern verkleinert bzw. vergrößert sich mit der Stellung des Kolbens. Wird wie beim Verdichtungstakt das Gas komprimiert so wird dem System offensichtlich Arbeit von außen zugeführt. Anschließend expandiert das Gas durch die Wärmezufuhr während der Verbrennung und dem damit verbundenen Druckanstieg, sodass gleichzeitig Arbeit an die Umgebung abgegeben wird.

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Abbildung: Motorzylinder als Beispiel eines geschlossenen thermodynamischen Systems

Wird hingegen der Ein- und Ausstoßvorgang des Treibstoff-Luft-Gemisches betrachtet, so handelt es sich aufgrund des stattfindenden Masseaustausches mit der Umgebung um ein offenes System.

Detailliertere Informationen über die thermodynamischen Prozesse finden sich im Hauptkapitel Geschlossene Systeme.

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