1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3680 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 4600 kJQL = 3680 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 4,42 kW, während sein Verdichter 1,7 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 4,42 kWẆ = 1,7 kW
Q̇H = kW
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 225 °C und einem kalten Reservoir mit 35 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 225 °CTL = 35 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 500 °C und einem kalten Reservoir mit 40 °C. Sie nimmt 4100 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 500 °CTL = 40 °CQH = 4100 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 5 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 2 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 30 °CTL = 5 °CQ̇L = 2 kW
COPmax =
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -25 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 1 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 30 °CTL = -25 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. η = 20 %
- 2. Q̇H = 6,12 kW
- 3. ηmax = 38,14 %
- 4. Wmax = 2439 kJ
- 5. COPmax = 11,13
- 6. Ẇmin = 0,2216 kW
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