1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 2,6 gibt 20 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 2,6Q̇H = 20 kW
Q̇L = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2500 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1500 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 2500 kJQL = 1500 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3500 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 475 °C auf und gibt 1418 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 475 °CQH = 3500 kJQL = 1418 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 425 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 425 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 22 °C, während es draußen 5 °C sind, und liefert 12 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 22 °CTL = 5 °CQ̇H = 12 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -25 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 3,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 30 °CTL = -25 °CQ̇L = 3,5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇L = 12,31 kW
- 2. W = 1000 kJ
- 3. TL = 29,96 °C
- 4. ηmax = 59,44 %
- 5. Ẇmin = 0,6912 kW
- 6. Ẇmin = 0,7757 kW
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