Kreisprozeß

Kreisprozeß, jede Reihe von Zustandsänderungen eines Körpers, die denselben schließlich genau in den Anfangszustand zurückführt. Als Beispiel diene der Gang einer Dampfmaschine mit Kondensator. Aus dem Dampfkessel, dessen Inhalt durch die Feuerung auf der dem Dampfdruck entsprechenden konstanten Temperatur erhalten wird, tritt ein Teil des Dampfes in den Zylinder und schiebt den Kolben unter Arbeitsleistung um eine gewisse Strecke vorwärts. Nun wird der Zylinder vom Dampfkessel abgesperrt, und der in ihm enthaltene Dampf treibt den Kolben durch Expansion unter abermaliger Verrichtung von Arbeit noch ein Stück weiter. Dann wird der Zylinder mit dem Kondensator, der durch kaltes Wasser auf einer konstanten niedrigern Temperatur erhalten wird, in Verbindung gesetzt. Während dieser Verbindung geht der Kolben den ganzen vorher durchlaufenen Weg wieder zurück; hierdurch wird aller Dampf, der nicht gleich von selbst in den Kondensator strömte, unter Verbrauch von Arbeit in diesen hineingetrieben und zu Wasser verdichtet. Das so entstandene Wasser wird nun durch die Speisepumpe ebenfalls unter Aufwendung von Arbeit in den Kessel zurückgeschafft und dort auf die Anfangstemperatur erwärmt. Jetzt befindet sich alles wieder im Anfangszustand, und dieselbe Reihe von Vorgängen kann von neuem beginnen. Die in den beiden ersten Teilen des Kreisprozesses geleistete Arbeit übertrifft die in den beiden letzten Teilen verbrauchte; der Erfolg des Kreisprozesses ist also ein Gewinn an geleisteter Arbeit. Zugleich ist eine gewisse Wärmemenge bei höherer Temperatur dem Kessel zugeführt und eine geringere Wärmemenge bei tieferer Temperatur dem Kondensator entzogen worden. Die Differenz dieser beiden Wärmemengen ist als Wärme verschwunden; sie ist dazu verbraucht worden, um die gewonnene Arbeit hervorzubringen, die der verschwundenen Wärmemenge äquivalent ist. Überhaupt muß immer, wenn eine Wärmemenge in Arbeit verwandelt werden soll, eine andre Wärmemenge aus einem wärmern in einen kältern Körper übergehen.

Ein K. heißt umkehrbar, wenn er auch in umgekehrtem Sinn ausgeführt werden kann. Der K. bei der Dampfmaschine ist (unter gewissen Voraussetzungen) umkehrbar. Im Kondensator entwickelt sich Dampf von niederer Temperatur, der den Kolben im Zylinder unter Arbeitsleistung vorwärts treibt, dann werde der Dampf beim Niedergang des Kolbens unter Arbeitsaufwand so weit komprimiert, bis die höhere Temperatur des Kessels erreicht ist, und sodann in diesen hineingepreßt, endlich das entstandene Wasser mittels der Speisepumpe in den Kondensator geschafft und daselbst auf die anfängliche Temperatur abgekühlt. Da hierbei die verbrauchte Arbeit die geleistete übertrifft, so wird Arbeit verloren, dafür aber eine äquivalente Wärmemenge gewonnen und aus dem kältern Kondensator in den wärmern Kessel geschafft. Überhaupt kann Wärme aus einem kältern in einen wärmern Körper nur unter Aufwand einer entsprechenden Arbeitsmenge übergeführt werden (Kühlmaschinen). S. auch Druckkurven.