Leistung (Physik)
Physikalische Größe | ||||||||||
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Name | Leistung | |||||||||
Formelzeichen der Größe | ![]() | |||||||||
Abgeleitet von | Energie | |||||||||
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Siehe auch: Wärmestrom |
Leistung: physikalischer Begriff, bezeichnet die in einer Zeitspanne umgesetzte Energie bezogen auf diese Zeitspanne.
Im physikalisch-technischen Zusammenhang wird der Begriff Leistung in verschiedenen Bedeutungen verwendet:
- als installierte oder maximal mögliche Leistung (Kennzeichen eines Gerätes oder einer Anlage; auch Nennleistung genannt)
- als tatsächliche Leistung in einer Anwendung
- die zugeführte Leistung
- die im Sinne der Aufgabenstellung abgegebene Leistung.
Die Leistungsaufnahme und die für eine bestimmte Anwendung nutzbringende Leistungsabgabe können je nach Wirkungsgrad bzw. Abwärme erheblich voneinander abweichen.
Mechanische Leistung
Translation
Der einfachste Fall, mit zur Bewegungsrichtung paralleler Kraft, liegt bei der Zughakenleistung vor, es gilt
mit der Kraft
und der Geschwindigkeit
.
Ohne diese Einschränkung gilt die entsprechende vektorielle Gleichung
Darin ist die Winkelabhängigkeit durch das Skalarprodukt berücksichtigt, wie es im Artikel Arbeit (Physik) für „Kraft mal Weg“ erläutert ist.
Rotation
Für die Rotation gegen ein Drehmoment M gilt analog
wobei
die Winkelgeschwindigkeit
um eine Achse parallel zum Richtungsvektor
ist.
Für eine Welle
mit Drehmoment
und Drehzahl
ergibt sich die Wellenleistung zu
Hydraulik
Die hydraulische Leistung durch
Volumenarbeit ist das Produkt aus Druckdifferenz
und Volumenstrom
.
Triebwerksleistung
Bei Flugzeugantriebsanlagen Unterscheidung zwischen innerer Leistung und äußerer Leistung.
- Innere Leistung: die vom Triebwerk erzeugte Leistung, bei KTW identisch mit der von der Kurbelwelle abgegebenen mechanischen Leistung. (der Schub der Abgase ist sehr klein).
Bei PTL ist die Leistung die Summe aus Wellen-Leistung und Differenz der kinetischen Energie der aus- und eintretenden Gasmasse pro Zeiteinheit.
Bei Luftstrahltriebwerken Differenz der kinetischen Energie der aus- und eintretenden Gasmasse pro Zeiteinheit. - Äußere Leistung: bei allen Triebwerksarten das Produkt aus Schubkraft der gesamten Antriebsanlage und der jeweiligen Geschwindigkeit in Richtung der Schubkraft.
Zum Vergleich von Triebwerken verschiedener Art und Größe kann sowohl die innere als auch die äußere Leistung auf bestimmte Größen bezogen werden (Masse, Stirnfläche, Hubvolumen, Luftdurchsatz, Brennstoffdurchsatz). Man erhält dann die jeweilige spezifische Leistung.
Bei Flugzeugtriebwerken Unterscheidung verschiedener Leistungstufen:
- Maximal- oder Start-Leistung: beim Start max. innere Leistung (max. 5 min), bei Höchstgeschwindigkeit max. innere und äußere Leistung ohne Rücksicht auf den Brennstoffverbrauch. Triebwerk wird mit ca. 20% überlastet.
- Nenn-Leistung: (etwa 30% der Gesamtbetriebszeit möglich) Auslegungs-Leistung. Wird für Steigflug benutzt; bei geringer Startmasse und ausreichender Länge der Startbahn auch Start mit Nenn-Leistung möglich.
- Dauer-Leistung: (ohne Zeitbegrenzung) wird für Steig- oder Reiseflug mit erhöhter Geschwindigkeit benutzt. Etwa 75% der Nenn-Leistung.
- Reise-Leistung: (ohne Zeitbegrenzung) günstiger Betriebszustand bei Reiseflug bzgl. Beanspruchung, Brennstoffverbrauch und Laufzeit für eine bestimmte Flugstrecke. Etwa 50...70% der Nenn-Leistung, beim Flug mit Strahlflugzeugen in großer Höhe über 90% der Höhennenn-Leistung. Günstigste Reise-Leistung schwankt je nach Flughöhe, Flugstrecke und Beladungszustand in einem gestimmten Bereich.
- Leistung der größten Reichweite: Leistungstufe mit dem geringsten Streckenbrennstofrverbrauch.
- Sparflug-Leistung: Leistung mit dem geringsten stündlichen Brennstoffverbrauch bei Horizontalflug (größte Flugdauer); etwa 40% der Nenn-Leistung.

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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 30.05. 2021