1.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 200 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 50 %. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der an das Kühlwasser abgegeben wird.
Ẇ = 200 MWη = 50%
Q̇L = MW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 10,64 kW, während sein Verdichter 2,8 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 10,64 kWẆ = 2,8 kW
COPR =
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 725 °C und einem kalten Reservoir mit 15 °C. Sie nimmt 800 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 725 °CTL = 15 °CQH = 800 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4600 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 450 °C auf und gibt 1897 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 450 °CQH = 4600 kJQL = 1897 kJ
TL = °C
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 2 °C in einer Küche mit 25 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 4,5 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 25 °CTL = 2 °CQ̇L = 4,5 kW
COPmax =
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen -5 °C sind, und liefert 15 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 20 °CTL = -5 °CQ̇H = 15 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇L = 200 MW
- 2. COPR = 3,8
- 3. Wmax = 569,1 kJ
- 4. TL = 25,07 °C
- 5. COPmax = 11,96
- 6. Ẇmin = 1,279 kW
Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.