1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 2,5 gibt 17 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 2,5Q̇H = 17 kW
Q̇L = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3200 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2240 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 3200 kJQL = 2240 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3400 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 775 °C auf und gibt 1032 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 775 °CQH = 3400 kJQL = 1032 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 375 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Sie nimmt 4800 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 375 °CTL = 30 °CQH = 4800 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen -10 °C sind, und liefert 4 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 21 °CTL = -10 °CQ̇H = 4 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 4 °C in einer Küche mit 32 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 0,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 32 °CTL = 4 °CQ̇L = 0,5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇L = 10,2 kW
- 2. W = 960 kJ
- 3. TL = 44,99 °C
- 4. Wmax = 2555 kJ
- 5. Ẇmin = 0,4216 kW
- 6. Ẇmin = 0,05051 kW
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