1.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 1000 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 40 %. Bestimme den zugeführten Wärmestrom Q̇H aus dem Brennstoff.
Ẇ = 1000 MWη = 40%
Q̇H = MW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1200 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 840 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1200 kJQL = 840 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 200 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 200 °CTL = 10 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 275 °C und einem kalten Reservoir mit 35 °C. Sie nimmt 2900 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 275 °CTL = 35 °CQH = 2900 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 20 kW Wärme an ein Heizsystem mit 45 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 7 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 45 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 45 °CTL = 7 °CηII = 45%Q̇H = 20 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 18 kW Wärme an ein Heizsystem mit 45 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit -10 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 55 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 45 °CTL = -10 °CηII = 55%Q̇H = 18 kW
Ẇ = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 2500 MW
- 2. W = 360 kJ
- 3. ηmax = 40,16 %
- 4. Wmax = 1270 kJ
- 5. Ẇ = 5,308 kW
- 6. Ẇ = 5,658 kW
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