1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3900 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2145 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 3900 kJQL = 2145 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1400 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1120 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1400 kJQL = 1120 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 600 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Sie nimmt 900 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 600 °CTL = 30 °CQH = 900 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 500 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Sie nimmt 1400 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 500 °CTL = 10 °CQH = 1400 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 2 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 4,5 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 30 °CTL = 2 °CQ̇L = 4,5 kW
COPmax =
6.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 4,5 kW Wärme an ein Heizsystem mit 55 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 10 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 40 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 55 °CTL = 10 °CηII = 40%Q̇H = 4,5 kW
Ẇ = kW
Lösungsschlüssel
- 1. η = 45 %
- 2. W = 280 kJ
- 3. Wmax = 587,5 kJ
- 4. Wmax = 887,3 kJ
- 5. COPmax = 9,827
- 6. Ẇ = 1,543 kW
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