Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen

Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 1,9 kW, während sein Verdichter 1 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COP_R.

Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 750 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 35 %. Bestimme den zugeführten Wärmestrom Q̇_H aus dem Brennstoff.

Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 675 °C und einem kalten Reservoir mit 25 °C. Sie nimmt 4200 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit W_max, die sie liefern könnte.

Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 675 °C und einem kalten Reservoir mit 25 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad η_max.

Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 550 °C auf und gibt Wärme an ein Zwischenreservoir mit der Temperatur T_m ab. Maschine B nimmt diese gesamte Wärme auf und gibt Wärme an ein Reservoir mit 25 °C ab. Beide Maschinen haben denselben thermischen Wirkungsgrad. Bestimme T_m in °C.

Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 800 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 650 °C auf, verrichtet 320 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 40 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie S_gen pro Zyklus.