1.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 6,3 kW, während sein Verdichter 2,1 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 6,3 kWẆ = 2,1 kW
Q̇H = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 1,5 kW, während sein Verdichter 0,5 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 1,5 kWẆ = 0,5 kW
Q̇H = kW
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf 4 °C, indem sie 8 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 35 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = 4 °CTH = 35 °CQ̇L = 8 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1300 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 275 °C auf und gibt 731 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 275 °CQH = 1300 kJQL = 731 kJ
TL = °C
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 750 °C auf, verrichtet 2744 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 40 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 750 °CTL = 40 °CQH = 4900 kJW = 2744 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Eine Carnot-Wärmekraftmaschine nimmt 200 kW Wärme aus einer Quelle mit 950 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Ihre gesamte Arbeit treibt eine Carnot-Kältemaschine an, die einem Gefrierraum mit -30 °C Wärme entzieht und ebenfalls Wärme an die Umgebung mit 20 °C abgibt. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der dem Gefrierraum entzogen wird.
TH = 950 °CT0 = 20 °CTL = -30 °CQ̇H = 200 kW
Q̇L = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 8,4 kW
- 2. Q̇H = 2 kW
- 3. Q̇H = 8,895 kW
- 4. TL = 35,08 °C
- 5. Sgen = 2,096 kJ/K
- 6. Q̇L = 739,5 kW
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