1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1000 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 750 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1000 kJQL = 750 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3000 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1800 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 3000 kJQL = 1800 kJ
η = %
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 800 °C und einem kalten Reservoir mit 35 °C. Sie nimmt 4100 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 800 °CTL = 35 °CQH = 4100 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 675 °C und einem kalten Reservoir mit 40 °C. Sie nimmt 1900 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 675 °CTL = 40 °CQH = 1900 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Carnot-Wärmekraftmaschine nimmt 70 kW Wärme aus einer Quelle mit 900 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 27 °C ab. Ihre gesamte Arbeit treibt eine Carnot-Kältemaschine an, die einem Gefrierraum mit -20 °C Wärme entzieht und ebenfalls Wärme an die Umgebung mit 27 °C abgibt. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der dem Gefrierraum entzogen wird.
TH = 900 °CT0 = 27 °CTL = -20 °CQ̇H = 70 kW
Q̇L = kW
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2000 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 350 °C auf, verrichtet 620 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 30 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 350 °CTL = 30 °CQH = 2000 kJW = 620 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. W = 250 kJ
- 2. η = 40 %
- 3. Wmax = 2923 kJ
- 4. Wmax = 1272 kJ
- 5. Q̇L = 280,6 kW
- 6. Sgen = 1,343 kJ/K
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