1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1100 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 605 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1100 kJQL = 605 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 4,9 gibt 12,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 4,9Q̇H = 12,5 kW
Q̇L = kW
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 625 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Sie nimmt 1000 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 625 °CTL = 30 °CQH = 1000 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 200 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 200 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -20 °C in einer Küche mit 28 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 0,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 28 °CTL = -20 °CQ̇L = 0,5 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -25 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 4,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 30 °CTL = -25 °CQ̇L = 4,5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 495 kJ
- 2. Q̇L = 9,949 kW
- 3. Wmax = 662,5 kJ
- 4. ηmax = 40,16 %
- 5. Ẇmin = 0,09481 kW
- 6. Ẇmin = 0,9974 kW
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