1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4400 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2420 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4400 kJQL = 2420 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2300 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1610 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 2300 kJQL = 1610 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2500 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 475 °C auf und gibt 946 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 475 °CQH = 2500 kJQL = 946 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 400 °C und einem kalten Reservoir mit 5 °C. Sie nimmt 4100 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 400 °CTL = 5 °CQH = 4100 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Carnot-Wärmekraftmaschine nimmt 60 kW Wärme aus einer Quelle mit 950 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Ihre gesamte Arbeit treibt eine Carnot-Kältemaschine an, die einem Gefrierraum mit -25 °C Wärme entzieht und ebenfalls Wärme an die Umgebung mit 20 °C abgibt. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der dem Gefrierraum entzogen wird.
TH = 950 °CT0 = 20 °CTL = -25 °CQ̇H = 60 kW
Q̇L = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -20 °C in einer Küche mit 25 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 2 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 25 °CTL = -20 °CQ̇L = 2 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 1980 kJ
- 2. W = 690 kJ
- 3. TL = 9,95 °C
- 4. Wmax = 2406 kJ
- 5. Q̇L = 251,6 kW
- 6. Ẇmin = 0,3555 kW
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