1.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 150 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 33 %. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der an das Kühlwasser abgegeben wird.
Ẇ = 150 MWη = 33%
Q̇L = MW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 2,09 kW, während sein Verdichter 1,1 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 2,09 kWẆ = 1,1 kW
Q̇H = kW
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 550 °C auf und gibt 337 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 550 °CQH = 900 kJQL = 337 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 350 °C und einem kalten Reservoir mit 5 °C. Sie nimmt 4500 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 350 °CTL = 5 °CQH = 4500 kJ
Wmax = kJ
5.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 höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 22 °CTL = 7 °CQ̇H = 5 kW
COPmax =
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -25 °C in einer Küche mit 28 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 4 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 28 °CTL = -25 °CQ̇L = 4 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇L = 304,5 MW
- 2. Q̇H = 3,19 kW
- 3. TL = 35,07 °C
- 4. Wmax = 2491 kJ
- 5. COPmax = 19,68
- 6. Ẇmin = 0,8543 kW
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