1.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 200 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 25 %. Bestimme den zugeführten Wärmestrom Q̇H aus dem Brennstoff.
Ẇ = 200 MWη = 25%
Q̇H = MW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 5,04 kW, während sein Verdichter 1,8 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 5,04 kWẆ = 1,8 kW
COPR =
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 700 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 40 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 44 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 700 °CTL = 40 °Cη = 44%
ηII = %
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 350 °C und einem kalten Reservoir mit 25 °C. Sie nimmt 1900 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 350 °CTL = 25 °CQH = 1900 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen 7 °C sind, und liefert 10 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 20 °CTL = 7 °CQ̇H = 10 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 22 °C, während es draußen -5 °C sind, und liefert 4 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 22 °CTL = -5 °CQ̇H = 4 kW
COPmax =
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 800 MW
- 2. COPR = 2,8
- 3. ηII = 64,88 %
- 4. Wmax = 990,9 kJ
- 5. Ẇmin = 0,4435 kW
- 6. COPmax = 10,93
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