1.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 4,5 kW, während sein Verdichter 2,5 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 4,5 kWẆ = 2,5 kW
Q̇H = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 2,86 kW, während sein Verdichter 1,3 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 2,86 kWẆ = 1,3 kW
Q̇H = kW
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 475 °C und einem kalten Reservoir mit 20 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 475 °CTL = 20 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -25 °C, indem sie 1,5 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 40 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -25 °CTH = 40 °CQ̇L = 1,5 kW
Q̇H = kW
5.Schwer
Eine Carnot-Wärmekraftmaschine nimmt 20 kW Wärme aus einer Quelle mit 800 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 25 °C ab. Ihre gesamte Arbeit treibt eine Carnot-Kältemaschine an, die einem Gefrierraum mit -15 °C Wärme entzieht und ebenfalls Wärme an die Umgebung mit 25 °C abgibt. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der dem Gefrierraum entzogen wird.
TH = 800 °CT0 = 25 °CTL = -15 °CQ̇H = 20 kW
Q̇L = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen 2 °C sind, und liefert 13 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 20 °CTL = 2 °CQ̇H = 13 kW
COPmax =
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 7 kW
- 2. Q̇H = 4,16 kW
- 3. ηmax = 60,82 %
- 4. Q̇H = 1,893 kW
- 5. Q̇L = 93,21 kW
- 6. COPmax = 16,29
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