W = p · ΔV macht aus einer Fläche eine Energie: Die vom Kreisprozess eingeschlossene Fläche ist die Nutzarbeit pro Umlauf.
Dehnt sich ein Gas gegen einen Kolben aus, verrichtet es Arbeit.
Arbeit in Joule (J).
Druck in Pascal (Pa).
Volumenänderung in Kubikmetern (m³).
Im Diagramm rechnet man mit 1 bar · 1 cm³ = 0,1 J.
Bei gekrümmten Kurven zählt man die Fläche in Kästchen ab.
Gesucht sind alle Kästchen innerhalb des Kreisprozesses. Ein Kästchen entspricht 5 J.
18 Kästchen zu je 5 J ergeben 90 J Nutzarbeit pro Umlauf. Zur Kontrolle die direkte Rechnung: \( W = \Delta p \cdot \Delta V = 3\ \mathrm{bar} \cdot 300\ \mathrm{cm^3} = 900\ \mathrm{bar\,cm^3} = 90\ \mathrm J \).
Die Maschine gibt Arbeit ab, sie ist ein Motor.
Man muss Arbeit hineinstecken: Kältemaschine oder Wärmepumpe.
Die Fläche ist in beiden Fällen dieselbe, nur die Richtung unterscheidet sie.
Aus der Fläche im Diagramm wird direkt die Leistung der Maschine.
Ein Kästchen hat die Einheit bar · cm³, nicht cm². Es gilt 1 bar · cm³ = 0,1 J.
Bei isochoren Schritten ist \( \Delta V = 0 \), also auch \( W = 0 \). Unter einer senkrechten Linie liegt keine Fläche.
Die eingeschlossene Fläche ist abgegebene minus aufgewendete Arbeit. Erst die Pfeile verraten, ob es ein Motor oder eine Kältemaschine ist.