1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4700 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2820 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4700 kJQL = 2820 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1400 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 840 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1400 kJQL = 840 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -30 °C, indem sie 2 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 30 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -30 °CTH = 30 °CQ̇L = 2 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 600 °C auf und gibt 1617 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 600 °CQH = 4900 kJQL = 1617 kJ
TL = °C
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 5 °C in einer Küche mit 35 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 2 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 35 °CTL = 5 °CQ̇L = 2 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 22 °C, während es draußen -5 °C sind, und liefert 11 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 22 °CTL = -5 °CQ̇H = 11 kW
COPmax =
Lösungsschlüssel
- 1. W = 1880 kJ
- 2. W = 560 kJ
- 3. Q̇H = 2,494 kW
- 4. TL = 14,99 °C
- 5. Ẇmin = 0,2157 kW
- 6. COPmax = 10,93
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