1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 4,1 gibt 19 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
COPHP = 4,1Q̇H = 19 kW
Ẇ = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3220 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4600 kJQL = 3220 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 300 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Sie nimmt 2500 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 300 °CTL = 10 °CQH = 2500 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 600 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 400 °C auf und gibt 266 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 400 °CQH = 600 kJQL = 266 kJ
TL = °C
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 4 °C in einer Küche mit 28 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 28 °CTL = 4 °CQ̇L = 5 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -10 °C in einer Küche mit 32 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 3,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 32 °CTL = -10 °CQ̇L = 3,5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Ẇ = 4,634 kW
- 2. W = 1380 kJ
- 3. Wmax = 1265 kJ
- 4. TL = 25,28 °C
- 5. Ẇmin = 0,433 kW
- 6. Ẇmin = 0,5586 kW
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