1.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 5,04 kW, während sein Verdichter 1,4 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 5,04 kWẆ = 1,4 kW
Q̇H = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1700 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1360 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1700 kJQL = 1360 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 600 °C und einem kalten Reservoir mit 40 °C. Sie nimmt 1400 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 600 °CTL = 40 °CQH = 1400 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 450 °C und einem kalten Reservoir mit 40 °C. Sie nimmt 1100 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 450 °CTL = 40 °CQH = 1100 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 18 kW Wärme an ein Heizsystem mit 35 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit -5 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 30 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 35 °CTL = -5 °CηII = 30%Q̇H = 18 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 4 °C in einer Küche mit 35 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 3,5 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 35 °CTL = 4 °CQ̇L = 3,5 kW
COPmax =
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 6,44 kW
- 2. W = 340 kJ
- 3. Wmax = 897,9 kJ
- 4. Wmax = 623,7 kJ
- 5. Ẇ = 7,788 kW
- 6. COPmax = 8,94
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