1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 3,6 gibt 14 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
COPHP = 3,6Q̇H = 14 kW
Ẇ = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 3,2 kW, während sein Verdichter 0,8 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 3,2 kWẆ = 0,8 kW
Q̇H = kW
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2800 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 750 °C auf und gibt 802 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 750 °CQH = 2800 kJQL = 802 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 475 °C und einem kalten Reservoir mit 20 °C. Sie nimmt 1400 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 475 °CTL = 20 °CQH = 1400 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -18 °C in einer Küche mit 28 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 3 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 28 °CTL = -18 °CQ̇L = 3 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 22 °C, während es draußen -10 °C sind, und liefert 14 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 22 °CTL = -10 °CQ̇H = 14 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Ẇ = 3,889 kW
- 2. Q̇H = 4 kW
- 3. TL = 19,91 °C
- 4. Wmax = 851,4 kJ
- 5. Ẇmin = 0,5409 kW
- 6. Ẇmin = 1,518 kW
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