1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3900 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2730 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 3900 kJQL = 2730 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4400 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3080 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4400 kJQL = 3080 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1000 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 625 °C auf und gibt 326 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 625 °CQH = 1000 kJQL = 326 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2300 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 675 °C auf und gibt 760 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 675 °CQH = 2300 kJQL = 760 kJ
TL = °C
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 9 kW Wärme an ein Heizsystem mit 55 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 10 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 30 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 55 °CTL = 10 °CηII = 30%Q̇H = 9 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Eine Carnot-Wärmekraftmaschine nimmt 180 kW Wärme aus einer Quelle mit 400 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 30 °C ab. Ihre gesamte Arbeit treibt eine Carnot-Kältemaschine an, die einem Gefrierraum mit -15 °C Wärme entzieht und ebenfalls Wärme an die Umgebung mit 30 °C abgibt. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der dem Gefrierraum entzogen wird.
TH = 400 °CT0 = 30 °CTL = -15 °CQ̇H = 180 kW
Q̇L = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 1170 kJ
- 2. W = 1320 kJ
- 3. TL = 19,65 °C
- 4. TL = 40,15 °C
- 5. Ẇ = 4,114 kW
- 6. Q̇L = 567,6 kW
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