1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2800 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1960 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 2800 kJQL = 1960 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 2,09 kW, während sein Verdichter 1,1 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 2,09 kWẆ = 1,1 kW
Q̇H = kW
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -30 °C, indem sie 3 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 28 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -30 °CTH = 28 °CQ̇L = 3 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 500 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 35 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 24 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 500 °CTL = 35 °Cη = 24%
ηII = %
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3200 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 500 °C auf, verrichtet 1376 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 20 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 500 °CTL = 20 °CQH = 3200 kJW = 1376 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 500 °C auf, verrichtet 1209 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 15 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 500 °CTL = 15 °CQH = 3900 kJW = 1209 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. W = 840 kJ
- 2. Q̇H = 3,19 kW
- 3. Q̇H = 3,716 kW
- 4. ηII = 39,9 %
- 5. Sgen = 2,083 kJ/K
- 6. Sgen = 4,295 kJ/K
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