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Kreisprozess,

 

Thermodynamik: eine Folge von thermodynamischen Zustandsänderungen eines Systems, nach dessen Ablauf Anfangs- und Endzustand übereinstimmen. Gelangt das System von einem Anfangszustand 1 zu einem von diesem verschiedenen Zustand 2 auf einem anderen Weg als vom Zustand 2 wieder zum Zustand 1 zurück, so bleiben als Folge des Kreisprozesses außerhalb des Systems Veränderungen (in Form geleisteter Arbeit und übertragener Wärme) zurück. Die Größe dieser Veränderungen kann berechnet werden, wenn der Prozess reversibel, d. h. durch Gleichgewichtszustände geführt wird. Wird ein reversibler Kreisprozess nach Durchlaufen eines Zyklus in umgekehrter Richtung durchlaufen, so werden System und Umgebung in denselben Zustand zurückversetzt; bei einem irreversiblen Kreisprozess, der durch Nichtgleichgewichtszustände gekennzeichnet ist, bleibt dabei in der Umgebung eine Veränderung zurück.

 

Die Nutzarbeit W eines Kreisprozesses ist gleich der Differenz zwischen zu- und abgeführter Wärme Q_zu beziehungsweise Q_ab. Die Güte der Kreisprozesse von Wärmekraftanlagen wird durch den thermischen Wirkungsgrad η_th, dem Verhältnis von Nutzarbeit und zugeführter Wärme, angegeben: η_th = |W| / |Q_zu|.

 

Theoretische Betrachtungen mit (idealen) Kreisprozessen haben zur Entdeckung vieler Gesetze der Thermodynamik geführt. S. Carnot untersuchte 1824 mit dem nach ihm benannten Kreisprozess als Erster den Wirkungsgrad einer Dampfmaschine. Die Arbeitsweise von Wärmekraftmaschinen (Dampf-, Kältemaschine, Heißgas-, Verbrennungsmotor, Turbine) kann mit Kreisprozessen in Form von Druck-Volumen- (pV-) oder Temperatur-Entropie- (TS-)Diagrammen beschrieben und berechnet werden. - Bekannte ideale Kreisprozesse sind der Carnot-, Clausius-Rankine-, Diesel-, Ericsson-, Haber-Born, Joule-, Otto- und der Seiliger-Prozess.