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 · 20 °C40 °CQ = ?

Ein Strom von Ethanol mit 0,2 kg/s wird von 20 °C auf 40 °C erwärmt. Bestimme die Heizleistung Q.

ṁ = 0,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)Tin = 20 °CTout = 40 °C
Q = kW
2.Leicht
ErhitzerWasser · 10 °C30 °CQ = ?

Ein Strom von Wasser mit 5 kg/s wird von 10 °C auf 30 °C erwärmt. Bestimme die Heizleistung Q.

ṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tin = 10 °CTout = 30 °C
Q = kW
3.Mittel
heiße Seitekalte SeiteEthanol · 180 °C60 °CWasser · 20 °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: 180 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 20 °C
tout = °C
4.Mittel
heiße Seitekalte SeiteGlykolgemisch · 150 °C80 °CWasser · 30 °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: 150 → 80 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 30 °C
tout = °C
5.Schwer
heiße Seitekalte SeiteGlykolgemisch · 160 °C60 °CWasser · 25 °C40 °C · ṁ = ?15 % Verlust

Heißes Glykolgemisch 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 = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 160 → 60 °Ct: 25 → 40 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Verlust = 15 %
ṁc = kg/s
6.Schwer
heiße Seitekalte SeiteLeichtöl · 140 °C100 °CWasser · 25 °C60 °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 = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 100 °Ct: 25 → 60 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Verlust = 10 %
ṁc = kg/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q = 9,76 kW
  2. 2. Q = 418 kW
  3. 3. tout = 43,35 °C
  4. 4. tout = 60,14 °C
  5. 5. ṁc = 2,44 kg/s
  6. 6. ṁc = 0,7751 kg/s

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