Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
KücheKühlraumRQ̇H​Q̇L​ = 4,25 kWẆ = 1,7 kW

Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 4,25 kW, während sein Verdichter 1,7 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.

Q̇L = 4,25 kWẆ = 1,7 kW
COPR =
2.Leicht
heißes Reservoirkaltes ReservoirEQH​ = 700 kJQL​ = 490 kJW = ?

Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 700 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 490 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.

QH = 700 kJQL = 490 kJ
W = kJ
3.Mittel
TH​ = 800 °CTL​ = ?EQH​ = 3500 kJQL​ = 923 kJW

Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3500 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 800 °C auf und gibt 923 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.

TH = 800 °CQH = 3500 kJQL = 923 kJ
TL = °C
4.Mittel
TH​ = 250 °CTL​ = ?EQH​ = 4500 kJQL​ = 2651 kJW

Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4500 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 250 °C auf und gibt 2651 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.

TH = 250 °CQH = 4500 kJQL = 2651 kJ
TL = °C
5.Schwer
TH​ = 25 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4 kWẆ

Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -25 °C in einer Küche mit 25 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 4 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.

TH = 25 °CTL = -25 °CQ̇L = 4 kW
COPmax =
6.Schwer
TH​ = 35 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1,5 kWẆ

Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -10 °C in einer Küche mit 35 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 1,5 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.

TH = 35 °CTL = -10 °CQ̇L = 1,5 kW
COPmax =

Lösungsschlüssel

  1. 1. COPR = 2,5
  2. 2. W = 210 kJ
  3. 3. TL = 9,855 °C
  4. 4. TL = 35,04 °C
  5. 5. COPmax = 4,963
  6. 6. COPmax = 5,848

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