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
ErhitzerEthanol · 10 °C55 °CQ = ?

Ein Strom von Ethanol mit 0,2 kg/s wird von 10 °C auf 55 °C erwärmt. Bestimme die Heizleistung Q.

ṁ = 0,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)Tin = 10 °CTout = 55 °C
Q = kW
2.Leicht
ErhitzerLeichtöl · 40 °C75 °CQ = ?

Ein Strom von Leichtöl mit 1,5 kg/s wird von 40 °C auf 75 °C erwärmt. Bestimme die Heizleistung Q.

ṁ = 1,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)Tin = 40 °CTout = 75 °C
Q = kW
3.Mittel
heiße Seitekalte SeiteLeichtöl · 150 °C90 °CWasser · 15 °Ct = ? °C

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

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C
tout = °C
4.Mittel
heiße Seitekalte SeiteEthanol · 140 °C70 °CWasser · 15 °Ct = ? °C

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

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 140 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C
tout = °C
5.Schwer
heiße Seitekalte SeiteGlykolgemisch · 170 °C60 °CWasser · 30 °C45 °C · ṁ = ?10 % Verlust

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

ṁh = 3 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 170 → 60 °Ct: 30 → 45 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Verlust = 10 %
ṁc = kg/s
6.Schwer
heiße Seitekalte SeiteLeichtöl · 120 °C80 °CWasser · 10 °C35 °C · ṁ = ?5 % Verlust

Heißes Leichtöl erwärmt Wasser in einem Wärmeübertrager, der 5 % der vom heißen Strom abgegebenen Wärme an die Umgebung verliert. Bestimme den nötigen Wasserstrom ṁc.

ṁh = 2,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Ct: 10 → 35 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Verlust = 5 %
ṁc = kg/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q = 21,96 kW
  2. 2. Q = 110,3 kW
  3. 3. tout = 30,07 °C
  4. 4. tout = 28,62 °C
  5. 5. ṁc = 17,05 kg/s
  6. 6. ṁc = 1,909 kg/s

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