1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 900 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 585 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 900 kJQL = 585 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3300 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2145 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 3300 kJQL = 2145 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3200 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 500 °C auf und gibt 1213 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 500 °CQH = 3200 kJQL = 1213 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 400 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 25 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 39 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 400 °CTL = 25 °Cη = 39%
ηII = %
5.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 950 °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 haben denselben thermischen Wirkungsgrad. Bestimme Tm in °C.
TH = 950 °CTL = 25 °C
Tm = °C
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -25 °C in einer Küche mit 35 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 3 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 35 °CTL = -25 °CQ̇L = 3 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 315 kJ
- 2. W = 1155 kJ
- 3. TL = 19,92 °C
- 4. ηII = 70,01 %
- 5. Tm = 330,7 °C
- 6. Ẇmin = 0,7254 kW
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