1.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 300 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 55 %. Bestimme den zugeführten Wärmestrom Q̇H aus dem Brennstoff.
Ẇ = 300 MWη = 55%
Q̇H = MW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 6,9 kW, während sein Verdichter 3 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 6,9 kWẆ = 3 kW
Q̇H = kW
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 650 °C und einem kalten Reservoir mit 35 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 650 °CTL = 35 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 575 °C und einem kalten Reservoir mit 5 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 575 °CTL = 5 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen 0 °C sind, und liefert 9 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 21 °CTL = 0 °CQ̇H = 9 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4400 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 650 °C auf, verrichtet 1496 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 30 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 650 °CTL = 30 °CQH = 4400 kJW = 1496 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 545,5 MW
- 2. Q̇H = 9,9 kW
- 3. ηmax = 66,62 %
- 4. ηmax = 67,21 %
- 5. Ẇmin = 0,6425 kW
- 6. Sgen = 4,813 kJ/K
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