Wärmekraftmaschinen

Unter dem historischen Begriff Wärmekraftmaschinen fasst man die Maschinen und Anlagen zusammen, bei denen vor allem die Gesetze der Wärmelehre genutzt werden. Zu den Wärmekraftmaschinen gehören

• die historisch bedeutsame Dampfmaschine,
• die in Kraftwerken genutzten Dampfturbinen und Gasturbinen,
• die verschiedenen Arten von Motoren (Ottomotor, Dieselmotor, Wankelmotor, Heißluftmotor),
• die in Flugzeugen genutzten Turboproptriebwerke und Strahltriebwerke,
• Kühlschränke und Wärmepumpen.

Bei fast allen diesen Anlagen wird Energie in Form von Wärme zugeführt und mechanische Arbeit verrichtet.

Aufbau und Wirkungsweise

Aufbau und Wirkungsweise der einzelnen Wärmekraftmaschinen sind unterschiedlich. Die Beschreibung des Aufbaus ist deshalb bei jeder einzelnen der genannten Wärmekraftmaschinen gegeben. Entsprechendes gilt für die Wirkungsweise der einzelnen Maschinen und Anlagen.

Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen

Allgemein versteht man unter dem Wirkungsgrad das Verhältnis der zugeführten Energie zu der nutzbaren Energie bzw. der aufgewendeten Arbeit zur verrichteten Arbeit. Der Wirkungsgrad ist immer kleiner als 1 bzw. als 100 %.
Bei Wärmekraftmaschinen wird zumeist Energie in Form von Wärme, manchmal auch elektrische Energie, zugeführt und mechanische Arbeit verrichtet. Deshalb kann man für Wärmekraftmaschinen festlegen:

Der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine gibt an, welcher Anteil der zugeführten Wärme als mechanische Arbeit genutzt werden kann.

$\begin{array}{l}\eta =\frac{W}{Q}\\ W\text{ verrichtete mechanische Arbeit}\\ Q\text{ zugeführte Wärme}\end{array}$

In der nachfolgenden Übersicht sind die Wirkungsgrade für einige Wärmekraftmaschinen im Überblick angegeben. Dabei ist zu beachten, dass die angegebenen Werte Durchschnittswerte sind und die Techniker bemüht sind, die Wirkungsgrade ständig zu verbessern.