1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2000 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1400 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 2000 kJQL = 1400 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2800 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2100 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 2800 kJQL = 2100 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 425 °C und einem kalten Reservoir mit 35 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 425 °CTL = 35 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1600 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 700 °C auf und gibt 474 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 700 °CQH = 1600 kJQL = 474 kJ
TL = °C
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 17,5 kW Wärme an ein Heizsystem mit 21 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 0 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 45 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 21 °CTL = 0 °CηII = 45%Q̇H = 17,5 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 900 °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 30 °C ab. Beide Maschinen haben denselben thermischen Wirkungsgrad. Bestimme Tm in °C.
TH = 900 °CTL = 30 °C
Tm = °C
Lösungsschlüssel
- 1. W = 600 kJ
- 2. W = 700 kJ
- 3. ηmax = 55,86 %
- 4. TL = 15,15 °C
- 5. Ẇ = 2,776 kW
- 6. Tm = 323,2 °C
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