1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1500 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1200 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1500 kJQL = 1200 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4200 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3360 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 4200 kJQL = 3360 kJ
η = %
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2400 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 500 °C auf und gibt 894 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 500 °CQH = 2400 kJQL = 894 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 750 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Sie nimmt 2500 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 750 °CTL = 10 °CQH = 2500 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -10 °C in einer Küche mit 28 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 1,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 28 °CTL = -10 °CQ̇L = 1,5 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 16 kW Wärme an ein Heizsystem mit 35 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit -10 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 45 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 35 °CTL = -10 °CηII = 45%Q̇H = 16 kW
Ẇ = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 300 kJ
- 2. η = 20 %
- 3. TL = 14,85 °C
- 4. Wmax = 1808 kJ
- 5. Ẇmin = 0,2166 kW
- 6. Ẇ = 5,192 kW
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