1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1690 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 2600 kJQL = 1690 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 500 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 325 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 500 kJQL = 325 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 500 °C auf und gibt 1231 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 500 °CQH = 2900 kJQL = 1231 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf 5 °C, indem sie 2 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = 5 °CTH = 20 °CQ̇L = 2 kW
Q̇H = kW
5.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 850 °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 25 °C ab. Beide Maschinen verrichten dieselbe Arbeit. Bestimme Tm in °C.
TH = 850 °CTL = 25 °C
Tm = °C
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen 5 °C sind, und liefert 6 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 21 °CTL = 5 °CQ̇H = 6 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 910 kJ
- 2. W = 175 kJ
- 3. TL = 55,04 °C
- 4. Q̇H = 2,108 kW
- 5. Tm = 437,5 °C
- 6. Ẇmin = 0,3264 kW
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