Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen

Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 750 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 38 %. Bestimme den Wärmestrom Q̇_L, der an das Kühlwasser abgegeben wird.

Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 3,3 gibt 7,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.

Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 450 °C und einem kalten Reservoir mit 25 °C. Sie nimmt 4200 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit W_max, die sie liefern könnte.

Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 450 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 35 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 29 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad η_II, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.

Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen 7 °C sind, und liefert 9 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COP_max.

Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 5 °C in einer Küche mit 35 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 3,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇ_min.