1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1200 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 900 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1200 kJQL = 900 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 2,9 gibt 11,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 2,9Q̇H = 11,5 kW
Q̇L = kW
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -30 °C, indem sie 4 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 28 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -30 °CTH = 28 °CQ̇L = 4 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 400 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 25 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 22 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 400 °CTL = 25 °Cη = 22%
ηII = %
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -20 °C in einer Küche mit 25 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 4,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 25 °CTL = -20 °CQ̇L = 4,5 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -18 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 30 °CTL = -18 °CQ̇L = 5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 300 kJ
- 2. Q̇L = 7,534 kW
- 3. Q̇H = 4,954 kW
- 4. ηII = 39,49 %
- 5. Ẇmin = 0,7999 kW
- 6. Ẇmin = 0,9406 kW
Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.