1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3200 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2400 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 3200 kJQL = 2400 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3800 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2470 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 3800 kJQL = 2470 kJ
η = %
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 500 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 40 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 36 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 500 °CTL = 40 °Cη = 36%
ηII = %
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 750 °C und einem kalten Reservoir mit 40 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 750 °CTL = 40 °C
ηmax = %
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -18 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 30 °CTL = -18 °CQ̇L = 5 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 300 °C auf, verrichtet 570 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 15 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 300 °CTL = 15 °CQH = 1900 kJW = 570 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. η = 25 %
- 2. η = 35 %
- 3. ηII = 60,51 %
- 4. ηmax = 69,39 %
- 5. Ẇmin = 0,9406 kW
- 6. Sgen = 1,301 kJ/K
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