1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 5000 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 4000 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 5000 kJQL = 4000 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 11,76 kW, während sein Verdichter 2,8 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 11,76 kWẆ = 2,8 kW
Q̇H = kW
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3100 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 450 °C auf und gibt 1300 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 450 °CQH = 3100 kJQL = 1300 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 800 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 800 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -18 °C in einer Küche mit 32 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 1,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 32 °CTL = -18 °CQ̇L = 1,5 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 800 °C auf, verrichtet 817 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 35 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 800 °CTL = 35 °CQH = 1900 kJW = 817 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. W = 1000 kJ
- 2. Q̇H = 14,56 kW
- 3. TL = 30,11 °C
- 4. ηmax = 73,62 %
- 5. Ẇmin = 0,2939 kW
- 6. Sgen = 1,744 kJ/K
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