1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 880 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1600 kJQL = 880 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 3 gibt 4,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
COPHP = 3Q̇H = 4,5 kW
Ẇ = kW
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 700 °C auf und gibt 553 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 700 °CQH = 1900 kJQL = 553 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 650 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Sie nimmt 2900 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 650 °CTL = 10 °CQH = 2900 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 4 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 3 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 30 °CTL = 4 °CQ̇L = 3 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 22 °C, während es draußen -5 °C sind, und liefert 5 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 22 °CTL = -5 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 720 kJ
- 2. Ẇ = 1,5 kW
- 3. TL = 10,09 °C
- 4. Wmax = 2011 kJ
- 5. Ẇmin = 0,2814 kW
- 6. Ẇmin = 0,4574 kW
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