1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4300 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3010 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 4300 kJQL = 3010 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 0,93 kW, während sein Verdichter 0,3 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 0,93 kWẆ = 0,3 kW
COPR =
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 475 °C und einem kalten Reservoir mit 35 °C. Sie nimmt 4200 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 475 °CTL = 35 °CQH = 4200 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 300 °C und einem kalten Reservoir mit 25 °C. Sie nimmt 3500 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 300 °CTL = 25 °CQH = 3500 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2600 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 700 °C auf, verrichtet 1092 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 25 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 700 °CTL = 25 °CQH = 2600 kJW = 1092 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -18 °C in einer Küche mit 35 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 1 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 35 °CTL = -18 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. η = 30 %
- 2. COPR = 3,1
- 3. Wmax = 2470 kJ
- 4. Wmax = 1679 kJ
- 5. Sgen = 2,386 kJ/K
- 6. Ẇmin = 0,2077 kW
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