1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 4,9 gibt 4,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
COPHP = 4,9Q̇H = 4,5 kW
Ẇ = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 700 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 455 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 700 kJQL = 455 kJ
η = %
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -18 °C, indem sie 3 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 40 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -18 °CTH = 40 °CQ̇L = 3 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 550 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 550 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 950 °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 10 °C ab. Beide Maschinen haben denselben thermischen Wirkungsgrad. Bestimme Tm in °C.
TH = 950 °CTL = 10 °C
Tm = °C
6.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 1000 °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 40 °C ab. Beide Maschinen verrichten dieselbe Arbeit. Bestimme Tm in °C.
TH = 1000 °CTL = 40 °C
Tm = °C
Lösungsschlüssel
- 1. Ẇ = 0,9184 kW
- 2. η = 35 %
- 3. Q̇H = 3,682 kW
- 4. ηmax = 65,6 %
- 5. Tm = 315,4 °C
- 6. Tm = 520 °C
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