1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2000 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1100 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 2000 kJQL = 1100 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4800 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3840 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4800 kJQL = 3840 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 350 °C und einem kalten Reservoir mit 15 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 350 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -5 °C, indem sie 7 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 28 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -5 °CTH = 28 °CQ̇L = 7 kW
Q̇H = kW
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 16 kW Wärme an ein Heizsystem mit 20 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit -10 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 50 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 20 °CTL = -10 °CηII = 50%Q̇H = 16 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3300 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 900 °C auf, verrichtet 1749 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 15 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 900 °CTL = 15 °CQH = 3300 kJW = 1749 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. W = 900 kJ
- 2. W = 960 kJ
- 3. ηmax = 53,76 %
- 4. Q̇H = 7,861 kW
- 5. Ẇ = 3,275 kW
- 6. Sgen = 2,57 kJ/K
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