1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2900 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2030 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 2900 kJQL = 2030 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4800 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2640 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 4800 kJQL = 2640 kJ
η = %
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1500 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 800 °C auf und gibt 389 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 800 °CQH = 1500 kJQL = 389 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1500 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 550 °C auf und gibt 525 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 550 °CQH = 1500 kJQL = 525 kJ
TL = °C
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 20 kW Wärme an ein Heizsystem mit 35 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit -5 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 40 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 35 °CTL = -5 °CηII = 40%Q̇H = 20 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 22 °C, während es draußen 2 °C sind, und liefert 10 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 22 °CTL = 2 °CQ̇H = 10 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. η = 30 %
- 2. η = 45 %
- 3. TL = 5,154 °C
- 4. TL = 14,95 °C
- 5. Ẇ = 6,49 kW
- 6. Ẇmin = 0,6776 kW
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