Ändert sich die Masse bei mehr Druck ?

Aufrufe: 596     Aktiv: 16.07.2022 um 14:44

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Hallo liebe Physik-Fragen Community ,
Ich habe hier eine Aufgabe aus der Thermodynamik wo ihr mir vlt könnt ...

Ein mit Wasserstoff gekühlter 50 MW-Generator erzeugt einen Verlustleistung von 2,5 MW.
Diese Wärmeleistung wird durch den gasförmigen Wasserstoff bei konstantem Druck von 0,98 bar abgeführt. Der Wasserstoff heizt sich dabei von 15°C auf 60°C auf.
1)Wie groß ist der benötigte Massenstrom m (Also in kg/s) ?
2)Ändert sich der beötigte Massenstrom, wenn der Wasserstoff bei doppeltem Drcuk durch den Generator geleitet wird und wenn ja um welchen Faktor?
3)Der Generator wird von einer Turbine angetrieben und erhält dabei von dieser eine mechanische Leistung von 52,5MW. Was ist der Wirkungsgrad des Generators?

Meine Antworten :
1) man kann den massenstrom mit der kalorischen Zustandgleichung berechnen
2)hier bin ich mir nicht sicher bei der kalorischen zustandgleichung spielt der druck bei gasen ja eigentlich keine rolle da sich durch den druck vlt das volumen ändert aber nicht die Masse. Allerdings hängt die Masse im Idealen Gasgesetz ja auch vom Druck ab wobei sich das für mich irgendwie unlogisch anhört ...
3) hier bin ich mir auch nicht sicher rein theoretisch steck ich dann ja 52,5 MW raus und erhalten als nutzen 47,5MW (wegen der Verlustleistung und dann würde ich halt den Nutzen/Aufwand teilen .
Wofür stehen aber die 50MW bei Generator generell ist es die Leistung die er maximal erbringen kann oder die Leistung die man ihm maximal zuführen kann ?

Ich weiß ist ziemlich viel schonmal danke im Voraus wer sich das überhaupt durchliest
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zu 1) Du brauchst die molare Wärmekapazität eines idealen Gases. Dafür gibt es eine einfache Formel, in der nur die Anzahl der Freiheitsgrade des Gases vorkommt. Je nachdem, ob der Druck oder das Volumen konstant gehalten wird, brauchst du die entsprechende Formel.

zu 2) Hier ist der wichtige Punkt, dass du genau überlegst, ob bei der Erhitzung der Druck oder das Volumen konstant bleibt. Achte dabei genau auf Hinweise im Text. Dann kannst du wieder die entsprechende Formel für die molare Wärmekapazität anwenden und bekommst damit die benötigte Stoffmenge in mol heraus.

zu 3) Dir ist richtig aufgefallen, dass unter deiner Annahme, der Generator würde 47,5MW liefern, die Angabe "50MW-Generator" keinen Sinn macht. Überprüfe deshalb deine Annahme, wie diese Angabe zu verstehen ist.
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zu 3 ) ich habe jetzt herausgefunden das bei elektrischen Geräten die Angabe der Leistung immer die maximale Leistungsaufnahme mein heißt der Generator zieht maximal 50 MW aus der Turbine und hat eine Verlustleistung von 2,5MW also wäre der Wirkungsgrade 47,5/50 oder ?
  ─   captain_hook%20 16.07.2022 um 14:00

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Nein, es heißt im Text, dass eine Leistung 52,5 MW hineingesteckt wird und 2,5 MW Verlust sind. Es bleiben also 50 MW verfügbare Leistung übrig. Jetzt ist klar, was mit 50MW-Generator gemeint ist :-)   ─   stefriegel 16.07.2022 um 14:22

Okay Danke!
Das mit der maximalen Leistungsaufnahme habe ich von https://de.wikipedia.org/wiki/Leistung_(Physik)#Leistungsangaben deswegen habe ich damit gerechnet.
  ─   captain_hook%20 16.07.2022 um 14:43

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