1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 420 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 600 kJQL = 420 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 5,7 kW, während sein Verdichter 1,5 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 5,7 kWẆ = 1,5 kW
Q̇H = kW
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 600 °C auf und gibt 338 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 600 °CQH = 900 kJQL = 338 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 450 °C und einem kalten Reservoir mit 25 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 450 °CTL = 25 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 12,5 kW Wärme an ein Heizsystem mit 45 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 5 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 40 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 45 °CTL = 5 °CηII = 40%Q̇H = 12,5 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 19 kW Wärme an ein Heizsystem mit 20 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit -5 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 50 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 20 °CTL = -5 °CηII = 50%Q̇H = 19 kW
Ẇ = kW
Lösungsschlüssel
- 1. η = 30 %
- 2. Q̇H = 7,2 kW
- 3. TL = 54,77 °C
- 4. ηmax = 58,77 %
- 5. Ẇ = 3,929 kW
- 6. Ẇ = 3,241 kW
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