Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen

Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 12,15 kW, während sein Verdichter 2,7 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COP_R.

Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 500 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 38 %. Bestimme den Wärmestrom Q̇_L, der an das Kühlwasser abgegeben wird.

Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 700 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 35 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 41 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad η_II, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.

Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 600 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad η_max.

Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen 7 °C sind, und liefert 11 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇ_min.

Eine Wärmepumpe gibt 4,5 kW Wärme an ein Heizsystem mit 20 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 2 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 55 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.