1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3200 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2080 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 3200 kJQL = 2080 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2000 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1600 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 2000 kJQL = 1600 kJ
η = %
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 350 °C und einem kalten Reservoir mit 25 °C. Sie nimmt 2800 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 350 °CTL = 25 °CQH = 2800 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -18 °C, indem sie 1 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 40 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -18 °CTH = 40 °CQ̇L = 1 kW
Q̇H = kW
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 400 °C auf, verrichtet 2156 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 30 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 400 °CTL = 30 °CQH = 4900 kJW = 2156 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 700 °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 = 700 °CTL = 30 °C
Tm = °C
Lösungsschlüssel
- 1. W = 1120 kJ
- 2. η = 20 %
- 3. Wmax = 1460 kJ
- 4. Q̇H = 1,227 kW
- 5. Sgen = 1,772 kJ/K
- 6. Tm = 365 °C
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