1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3300 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1980 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 3300 kJQL = 1980 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 7,2 kW, während sein Verdichter 2 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 7,2 kWẆ = 2 kW
COPR =
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 500 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 775 °C auf und gibt 154 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 775 °CQH = 500 kJQL = 154 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 675 °C und einem kalten Reservoir mit 40 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 675 °CTL = 40 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 17 kW Wärme an ein Heizsystem mit 20 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 7 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 55 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 20 °CTL = 7 °CηII = 55%Q̇H = 17 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1600 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 850 °C auf, verrichtet 704 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 35 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 850 °CTL = 35 °CQH = 1600 kJW = 704 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. η = 40 %
- 2. COPR = 3,6
- 3. TL = 49,68 °C
- 4. ηmax = 66,97 %
- 5. Ẇ = 1,371 kW
- 6. Sgen = 1,483 kJ/K
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