1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4900 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3185 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4900 kJQL = 3185 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1980 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 3600 kJQL = 1980 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 350 °C und einem kalten Reservoir mit 5 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 350 °CTL = 5 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -30 °C, indem sie 2 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 40 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -30 °CTH = 40 °CQ̇L = 2 kW
Q̇H = kW
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 22 °C, während es draußen 7 °C sind, und liefert 5 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 22 °CTL = 7 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 1715 kJ
- 2. W = 1620 kJ
- 3. ηmax = 55,36 %
- 4. Q̇H = 2,576 kW
- 5. Tm = 367,2 °C
- 6. Ẇmin = 0,2541 kW
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