Theorie Wärmespeicher

gespeicherte Energie

Menge, Potenzial und Energie sind bei einem Elementarspeicher direkt miteinander verknüpft. Das eigentliche Speichergesetz, das der Menge ein Potenzial zuweist, kann als Kurve im Potenzial-Mengen-Diagramm dargestellt werden.

Zur Berechnung der gespeicherten Energie geht man von der zugehörigen Bilanz aus

\dot W=I_W

ersetzt dann den Energiestrom zuerst durch den Mengenstrom und dann über die Bilanzgleichung durch die Änderungsrate

\dot W=I_W=\varphi_M I_M=\varphi_M\dot M

Die statische Zuordnung zwischen der Änderung der Menge dM und der damit verbundenen Energie dW erhält man dann durch eine Multiplikation mit dem Zeitschritt dt

dW=\varphi_M dM

oder in aufintegrierter Form

W=\int dW=\int \varphi_M dM

Im Potenzial-Mengen-Diagramm erscheint die zusammen mit einer infinitesimal kleinen Menge gespeicherte Energie als beliebig schmales Rechteck mit der Grundlinie dM und des aktuellen Potenzials als Höhe. Die total aufgenommene Energie entspricht folglich der Fläche unter der Potenzial-Mengen-Kurve.
Energie im p-V-Diagramm
Im Druck-Volumen-Diagramm ist die Arbeit als Fläche unter der Kurve zu erkennen. Dies gilt aber nur, falls das System während der Prozessführung homogen bleibt.


System
Menge
Potenzial
Diagramm
Stausee
Masse
Gravitationspotenzial (gh)
gh-Masse-Diagramm
Blasenspeicher
Volumen
Druck
Druck-Volumen-Diagramm
Metallkugel
elektrische Ladung
elektrisches Potenzial
Potenzial-Ladungs-Diagramm
Rangierlok
Impuls
Geschwindigkeit
Kraft-Weg-Diagramm
Schwungrad
Drehimpuls
Winkelgeschwindigkeit
Drehmoment-Winkel-Diagramm
Boiler
Entropie
Temperatur
Temperatur-Entropie-Diagramm