1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4100 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2870 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 4100 kJQL = 2870 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 3040 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 3800 kJQL = 3040 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -30 °C, indem sie 3 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 25 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -30 °CTH = 25 °CQ̇L = 3 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 575 °C und einem kalten Reservoir mit 15 °C. Sie nimmt 2900 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 575 °CTL = 15 °CQH = 2900 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 11,5 kW Wärme an ein Heizsystem mit 22 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit -5 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 50 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 22 °CTL = -5 °CηII = 50%Q̇H = 11,5 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 8,5 kW Wärme an ein Heizsystem mit 20 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 5 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 55 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 20 °CTL = 5 °CηII = 55%Q̇H = 8,5 kW
Ẇ = kW
Lösungsschlüssel
- 1. η = 30 %
- 2. W = 760 kJ
- 3. Q̇H = 3,679 kW
- 4. Wmax = 1915 kJ
- 5. Ẇ = 2,104 kW
- 6. Ẇ = 0,7908 kW
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