1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1500 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1125 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 1500 kJQL = 1125 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 9,02 kW, während sein Verdichter 2,2 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 9,02 kWẆ = 2,2 kW
COPR =
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 550 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Sie nimmt 3800 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 550 °CTL = 10 °CQH = 3800 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4600 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 450 °C auf und gibt 1928 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 450 °CQH = 4600 kJQL = 1928 kJ
TL = °C
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 9 kW Wärme an ein Heizsystem mit 20 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit -10 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 60 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 20 °CTL = -10 °CηII = 60%Q̇H = 9 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 22 °C, während es draußen 5 °C sind, und liefert 4 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 22 °CTL = 5 °CQ̇H = 4 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. η = 25 %
- 2. COPR = 4,1
- 3. Wmax = 2493 kJ
- 4. TL = 29,94 °C
- 5. Ẇ = 1,535 kW
- 6. Ẇmin = 0,2304 kW
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