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 · 30 °C65 °CQ = ?

Ein Strom von Ethanol mit 5 kg/s wird von 30 °C auf 65 °C erwärmt. Bestimme die Heizleistung Q.

ṁ = 5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)Tin = 30 °CTout = 65 °C
Q = kW
2.Leicht
ErhitzerWasser · 25 °C60 °CQ = ?

Ein Strom von Wasser mit 3 kg/s wird von 25 °C auf 60 °C erwärmt. Bestimme die Heizleistung Q.

ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tin = 25 °CTout = 60 °C
Q = kW
3.Mittel
heiße Seitekalte SeiteLeichtöl · 130 °C80 °CWasser · 20 °Ct = ? °C

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

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 80 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 20 °C
tout = °C
4.Mittel
heiße Seitekalte SeiteEthanol · 170 °C130 °CWasser · 20 °Ct = ? °C

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

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 170 → 130 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 20 °C
tout = °C
5.Schwer
heiße Seitekalte SeiteGlykolgemisch · 150 °C100 °CWasser · 30 °C80 °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: 150 → 100 °Ct: 30 → 80 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Verlust = 10 %
ṁc = kg/s
6.Schwer
heiße Seitekalte SeiteEthanol · 170 °C120 °CWasser · 20 °C75 °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 = 0,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 170 → 120 °Ct: 20 → 75 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Verlust = 15 %
ṁc = kg/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q = 427 kW
  2. 2. Q = 438,9 kW
  3. 3. tout = 53,49 °C
  4. 4. tout = 35,57 °C
  5. 5. ṁc = 2,325 kg/s
  6. 6. ṁc = 0,2255 kg/s

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