1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 4,5 gibt 12 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 4,5Q̇H = 12 kW
Q̇L = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4000 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2400 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4000 kJQL = 2400 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 650 °C und einem kalten Reservoir mit 5 °C. Sie nimmt 3100 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 650 °CTL = 5 °CQH = 3100 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 525 °C und einem kalten Reservoir mit 5 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 525 °CTL = 5 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 12 kW Wärme an ein Heizsystem mit 35 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 5 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 45 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 35 °CTL = 5 °CηII = 45%Q̇H = 12 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen -10 °C sind, und liefert 11 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 11 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇L = 9,333 kW
- 2. W = 1600 kJ
- 3. Wmax = 2166 kJ
- 4. ηmax = 65,15 %
- 5. Ẇ = 2,596 kW
- 6. Ẇmin = 1,126 kW
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