1.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 5,92 kW, während sein Verdichter 1,6 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 5,92 kWẆ = 1,6 kW
Q̇H = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 3,45 kW, während sein Verdichter 2,3 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 3,45 kWẆ = 2,3 kW
Q̇H = kW
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 575 °C und einem kalten Reservoir mit 5 °C. Sie nimmt 2800 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 575 °CTL = 5 °CQH = 2800 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1400 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 675 °C auf und gibt 425 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 675 °CQH = 1400 kJQL = 425 kJ
TL = °C
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen -5 °C sind, und liefert 15 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 20 °CTL = -5 °CQ̇H = 15 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 1150 °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 30 °C ab. Beide Maschinen verrichten dieselbe Arbeit. Bestimme Tm in °C.
TH = 1150 °CTL = 30 °C
Tm = °C
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 7,52 kW
- 2. Q̇H = 5,75 kW
- 3. Wmax = 1882 kJ
- 4. TL = 14,68 °C
- 5. Ẇmin = 1,279 kW
- 6. Tm = 590 °C
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