1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 960 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1600 kJQL = 960 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 200 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 33 %. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der an das Kühlwasser abgegeben wird.
Ẇ = 200 MWη = 33%
Q̇L = MW
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 350 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 350 °CTL = 10 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 550 °C und einem kalten Reservoir mit 5 °C. Sie nimmt 1200 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 550 °CTL = 5 °CQH = 1200 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4400 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 650 °C auf, verrichtet 1496 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 20 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 650 °CTL = 20 °CQH = 4400 kJW = 1496 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 850 °C auf und gibt Wärme an ein Zwischenreservoir mit der Temperatur Tm ab. Maschine B nimmt diese gesamte Wärme auf und gibt Wärme an ein Reservoir mit 40 °C ab. Beide Maschinen haben denselben thermischen Wirkungsgrad. Bestimme Tm in °C.
TH = 850 °CTL = 40 °C
Tm = °C
Lösungsschlüssel
- 1. W = 640 kJ
- 2. Q̇L = 406,1 MW
- 3. ηmax = 54,56 %
- 4. Wmax = 794,5 kJ
- 5. Sgen = 5,14 kJ/K
- 6. Tm = 319,9 °C
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