1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2400 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1680 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 2400 kJQL = 1680 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 7,02 kW, während sein Verdichter 1,8 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 7,02 kWẆ = 1,8 kW
COPR =
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf 4 °C, indem sie 0,5 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 30 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = 4 °CTH = 30 °CQ̇L = 0,5 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 300 °C und einem kalten Reservoir mit 25 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 300 °CTL = 25 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2600 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 400 °C auf, verrichtet 962 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 40 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 400 °CTL = 40 °CQH = 2600 kJW = 962 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1100 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 500 °C auf, verrichtet 473 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 30 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 500 °CTL = 30 °CQH = 1100 kJW = 473 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. W = 720 kJ
- 2. COPR = 3,9
- 3. Q̇H = 0,5469 kW
- 4. ηmax = 47,98 %
- 5. Sgen = 1,368 kJ/K
- 6. Sgen = 0,6455 kJ/K
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