1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1900 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1520 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1900 kJQL = 1520 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2400 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1680 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 2400 kJQL = 1680 kJ
η = %
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -18 °C, indem sie 4,5 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 28 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -18 °CTH = 28 °CQ̇L = 4,5 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 800 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 30 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 50 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 800 °CTL = 30 °Cη = 50%
ηII = %
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -10 °C in einer Küche mit 28 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 0,5 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 28 °CTL = -10 °CQ̇L = 0,5 kW
COPmax =
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen -10 °C sind, und liefert 13 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 13 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 380 kJ
- 2. η = 30 %
- 3. Q̇H = 5,311 kW
- 4. ηII = 69,69 %
- 5. COPmax = 6,925
- 6. Ẇmin = 1,33 kW
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