1.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 9,75 kW, während sein Verdichter 2,5 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 9,75 kWẆ = 2,5 kW
Q̇H = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1100 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 715 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1100 kJQL = 715 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 350 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 350 °CTL = 30 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -30 °C, indem sie 9,5 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -30 °CTH = 20 °CQ̇L = 9,5 kW
Q̇H = kW
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -18 °C in einer Küche mit 32 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 2 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 32 °CTL = -18 °CQ̇L = 2 kW
COPmax =
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1400 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 700 °C auf, verrichtet 798 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 10 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 700 °CTL = 10 °CQH = 1400 kJW = 798 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 12,25 kW
- 2. W = 385 kJ
- 3. ηmax = 51,35 %
- 4. Q̇H = 11,45 kW
- 5. COPmax = 5,103
- 6. Sgen = 0,6875 kJ/K
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