1.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 400 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 38 %. Bestimme den zugeführten Wärmestrom Q̇H aus dem Brennstoff.
Ẇ = 400 MWη = 38%
Q̇H = MW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 3,4 gibt 9,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
COPHP = 3,4Q̇H = 9,5 kW
Ẇ = kW
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -5 °C, indem sie 1,5 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -5 °CTH = 20 °CQ̇L = 1,5 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 400 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Sie nimmt 800 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 400 °CTL = 10 °CQH = 800 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 750 °C auf und gibt Wärme an ein Zwischenreservoir mit der Temperatur Tm ab. Maschine B nimmt diese gesamte Wärme auf und gibt Wärme an ein Reservoir mit 35 °C ab. Beide Maschinen verrichten dieselbe Arbeit. Bestimme Tm in °C.
TH = 750 °CTL = 35 °C
Tm = °C
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen -5 °C sind, und liefert 13 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 21 °CTL = -5 °CQ̇H = 13 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 1053 MW
- 2. Ẇ = 2,794 kW
- 3. Q̇H = 1,64 kW
- 4. Wmax = 463,5 kJ
- 5. Tm = 392,5 °C
- 6. Ẇmin = 1,149 kW
Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.