Arbeitsblatt Energiebilanz mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Energiebilanz zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
ErhitzerWasser · 15 °C45 °CQ = ?

Ein Strom von Wasser mit 1,5 kg/s wird von 15 °C auf 45 °C erwärmt. Bestimme die Heizleistung Q.

ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tin = 15 °CTout = 45 °C
Q = kW
2.Leicht
ErhitzerLeichtöl · 35 °C55 °CQ = ?

Ein Strom von Leichtöl mit 0,8 kg/s wird von 35 °C auf 55 °C erwärmt. Bestimme die Heizleistung Q.

ṁ = 0,8 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)Tin = 35 °CTout = 55 °C
Q = kW
3.Mittel
heiße Seitekalte SeiteEthanol · 150 °C120 °CWasser · 15 °Ct = ? °C

Heißes Ethanol kühlt Wasser in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager ohne Wärmeverlust. Bestimme die Austrittstemperatur des Wassers tout.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 150 → 120 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C
tout = °C
4.Mittel
heiße Seitekalte SeiteGlykolgemisch · 130 °C100 °CWasser · 15 °Ct = ? °C

Heißes Glykolgemisch kühlt Wasser in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager ohne Wärmeverlust. Bestimme die Austrittstemperatur des Wassers tout.

ṁh = 1 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 130 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C
tout = °C
5.Schwer
heiße Seitekalte SeiteEthanol · 120 °C90 °CWasser · 20 °C60 °C · ṁ = ?15 % Verlust

Heißes Ethanol erwärmt Wasser in einem Wärmeübertrager, der 15 % der vom heißen Strom abgegebenen Wärme an die Umgebung verliert. Bestimme den nötigen Wasserstrom ṁc.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Ct: 20 → 60 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Verlust = 15 %
ṁc = kg/s
6.Schwer
heiße Seitekalte SeiteEthanol · 150 °C70 °CWasser · 20 °C40 °C · ṁ = ?10 % Verlust

Heißes Ethanol erwärmt Wasser in einem Wärmeübertrager, der 10 % der vom heißen Strom abgegebenen Wärme an die Umgebung verliert. Bestimme den nötigen Wasserstrom ṁc.

ṁh = 2,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 150 → 70 °Ct: 20 → 40 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Verlust = 10 %
ṁc = kg/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q = 188,1 kW
  2. 2. Q = 33,6 kW
  3. 3. tout = 23,76 °C
  4. 4. tout = 27,92 °C
  5. 5. ṁc = 0,7443 kg/s
  6. 6. ṁc = 5,254 kg/s

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