1.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 4,42 kW, während sein Verdichter 2,6 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 4,42 kWẆ = 2,6 kW
Q̇H = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1040 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 1600 kJQL = 1040 kJ
η = %
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4100 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 700 °C auf und gibt 1340 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 700 °CQH = 4100 kJQL = 1340 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2300 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 250 °C auf und gibt 1333 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 250 °CQH = 2300 kJQL = 1333 kJ
TL = °C
5.Schwer
Eine Carnot-Wärmekraftmaschine nimmt 130 kW Wärme aus einer Quelle mit 500 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 27 °C ab. Ihre gesamte Arbeit treibt eine Carnot-Kältemaschine an, die einem Gefrierraum mit -5 °C Wärme entzieht und ebenfalls Wärme an die Umgebung mit 27 °C abgibt. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der dem Gefrierraum entzogen wird.
TH = 500 °CT0 = 27 °CTL = -5 °CQ̇H = 130 kW
Q̇L = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -25 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 1,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 30 °CTL = -25 °CQ̇L = 1,5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 7,02 kW
- 2. η = 35 %
- 3. TL = 44,9 °C
- 4. TL = 30,05 °C
- 5. Q̇L = 666,5 kW
- 6. Ẇmin = 0,3325 kW
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