Versuch

Stirling-Motor (Heißluft-Motor)

Info

Aufbau mit PASCO-Sensoren (anstelle eines kippenden Spiegels zur Ablenkung des Laserstrahls) aus Sicht des Experimentierenden

Mit PASCO Capstone aufgezeichnetes pV-Diagramm beim Betrieb der Wärmekraftmaschine

Beobachtung mit Wärmebildkamera beim Betrieb als Kältemaschine

Temperaturmessung mit Thermoelement beim Betrieb des Stirling-Motors als Kältemaschine.

Video mit Scheits Erklärungen

Feiles Video der Wärmekraftmaschine ohne Worte

Feiles Video der Wärmepumpe ohne Worte

Video der Kältemaschine ohne Ton

Übersichtliche Wärmekraftmaschine nach Stirling-Prinzip.
a) Heißluft-Motor = Wärmekraftmaschine
Temperaturdifferenzen zwischen den Wärmereservoiren liefern mechanische Arbeit.
b) Kältemaschine oder Wärmepumpe
Mechanische Energie transportiert Wärme zwischen warmem und kalten Reservoir.
Die Heizung aus a) wird gegen ein Thermoelement ausgetauscht und das Schwungrad wird durch einen Elektromotor im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn angetrieben.
Das pV-Diagramm lässt sich während des Betriebs mittels Spiegel und Laser darstellen oder mit computerunterstützter Messwerterfassung aufzeichnen.

Vorbereitungsdauer: 1.0 Tage
Sicherheitszeichen:

Beschreibung

Hinweise zur Durchführung:
Kühlwasser einschalten!

a) Heißluft-Motor = Wärmekraftmaschine
Maximaler Heizstrom: 14A !
Nach wenigen Sekunden muss das Schwungrad im Uhrzeigersinn angeworfen werden! Wendel darf nicht beim stehendem Motor glühen.

b) Kältemaschine oder Wärmepumpe
Der Deckel mit der Wolfram-Wendel (Heizung aus a) wird gegen ein Thermoelement ausgetauscht. Damit kann die Temperatur im oberen Motorraum gemessen werden. Heißluftmotor über einen Antriebsriemen vom Elektromotor antreiben.

Laufrichtung des Schwungrads:
im Uhrzeigersinn (wie a) ==> Abkühlung: \(\Delta\)T < 0
gegen Uhrzeigersinn ==> Erwärmung: \(\Delta\)T > 0

Hinweise zum Aufbau:
Für die Darstellung des pV-Diagramms mittels Spiegel und Laser werden der Schlauch zur Druckübertragung und eine Schnur zur Übertragung der Kolbenposition an den Spiegelhalter angeschlossen.
Für die Aufzeichnung des pV-Diagramms mit computerunterstützter Messwerterfassung wird der Schlauch an einen Drucksensor angeschlossen und die Schnur mehrmals über das kleinste Rad eines Drehbewegungssensors gewickelt und über eine Schraubenfeder (10 N/m) am Tisch befestigt. Abtastrate des Drehbewegungssensors: 40 Hz.