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 · 20 °C90 °CQ = ?

Ein Strom von Wasser mit 2 kg/s wird von 20 °C auf 90 °C erwärmt. Bestimme die Heizleistung Q.

ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tin = 20 °CTout = 90 °C
Q = kW
2.Leicht
ErhitzerWasser · 30 °C80 °CQ = ?

Ein Strom von Wasser mit 1 kg/s wird von 30 °C auf 80 °C erwärmt. Bestimme die Heizleistung Q.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tin = 30 °CTout = 80 °C
Q = kW
3.Mittel
heiße Seitekalte SeiteLeichtöl · 180 °C110 °CWasser · 15 °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: 180 → 110 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C
tout = °C
4.Mittel
heiße Seitekalte SeiteEthanol · 150 °C70 °CWasser · 30 °Ct = ? °C

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

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 150 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 30 °C
tout = °C
5.Schwer
heiße Seitekalte SeiteEthanol · 140 °C110 °CWasser · 30 °C60 °C · ṁ = ?5 % Verlust

Heißes Ethanol erwärmt Wasser in einem Wärmeübertrager, der 5 % 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: 140 → 110 °Ct: 30 → 60 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Verlust = 5 %
ṁc = kg/s
6.Schwer
heiße Seitekalte SeiteLeichtöl · 130 °C70 °CWasser · 10 °C25 °C · ṁ = ?10 % Verlust

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

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 70 °Ct: 10 → 25 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Verlust = 10 %
ṁc = kg/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q = 585,2 kW
  2. 2. Q = 209 kW
  3. 3. tout = 85,33 °C
  4. 4. tout = 37,78 °C
  5. 5. ṁc = 0,2773 kg/s
  6. 6. ṁc = 0,9043 kg/s

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