1.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 200 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 40 %. Bestimme den zugeführten Wärmestrom Q̇H aus dem Brennstoff.
Ẇ = 200 MWη = 40%
Q̇H = MW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 900 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 540 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 900 kJQL = 540 kJ
η = %
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf 4 °C, indem sie 2 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 25 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = 4 °CTH = 25 °CQ̇L = 2 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2700 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 600 °C auf und gibt 999 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 600 °CQH = 2700 kJQL = 999 kJ
TL = °C
5.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 1150 °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 15 °C ab. Beide Maschinen haben denselben thermischen Wirkungsgrad. Bestimme Tm in °C.
TH = 1150 °CTL = 15 °C
Tm = °C
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen -10 °C sind, und liefert 5 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 21 °CTL = -10 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 500 MW
- 2. η = 40 %
- 3. Q̇H = 2,152 kW
- 4. TL = 49,92 °C
- 5. Tm = 367,2 °C
- 6. Ẇmin = 0,5269 kW
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