1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3450 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4600 kJQL = 3450 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 11,88 kW, während sein Verdichter 2,7 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 11,88 kWẆ = 2,7 kW
COPR =
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 800 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 600 °C auf und gibt 273 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 600 °CQH = 800 kJQL = 273 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf 4 °C, indem sie 1 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 40 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = 4 °CTH = 40 °CQ̇L = 1 kW
Q̇H = kW
5.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 1150 °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 15 °C ab. Beide Maschinen haben denselben thermischen Wirkungsgrad. Bestimme Tm in °C.
TH = 1150 °CTL = 15 °C
Tm = °C
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3200 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 800 °C auf, verrichtet 1856 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 25 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 800 °CTL = 25 °CQH = 3200 kJW = 1856 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. W = 1150 kJ
- 2. COPR = 4,4
- 3. TL = 24,81 °C
- 4. Q̇H = 1,13 kW
- 5. Tm = 367,2 °C
- 6. Sgen = 1,526 kJ/K
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