1.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 1,52 kW, während sein Verdichter 0,8 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 1,52 kWẆ = 0,8 kW
COPR =
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 2,7 gibt 18,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
COPHP = 2,7Q̇H = 18,5 kW
Ẇ = kW
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 675 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 675 °CTL = 30 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1700 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 450 °C auf und gibt 701 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 450 °CQH = 1700 kJQL = 701 kJ
TL = °C
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3500 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 450 °C auf, verrichtet 1015 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 25 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 450 °CTL = 25 °CQH = 3500 kJW = 1015 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 22 °C, während es draußen 0 °C sind, und liefert 5 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 22 °CTL = 0 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. COPR = 1,9
- 2. Ẇ = 6,852 kW
- 3. ηmax = 68,03 %
- 4. TL = 25,04 °C
- 5. Sgen = 3,495 kJ/K
- 6. Ẇmin = 0,3727 kW
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