1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 3,5 gibt 17 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 3,5Q̇H = 17 kW
Q̇L = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 2,8 gibt 13 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
COPHP = 2,8Q̇H = 13 kW
Ẇ = kW
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 800 °C und einem kalten Reservoir mit 15 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 800 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 375 °C und einem kalten Reservoir mit 35 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 375 °CTL = 35 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 12 kW Wärme an ein Heizsystem mit 55 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 0 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 50 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 55 °CTL = 0 °CηII = 50%Q̇H = 12 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 4 kW Wärme an ein Heizsystem mit 55 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 10 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 30 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 55 °CTL = 10 °CηII = 30%Q̇H = 4 kW
Ẇ = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇L = 12,14 kW
- 2. Ẇ = 4,643 kW
- 3. ηmax = 73,15 %
- 4. ηmax = 52,46 %
- 5. Ẇ = 4,023 kW
- 6. Ẇ = 1,828 kW
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