1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 4,9 gibt 19 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
COPHP = 4,9Q̇H = 19 kW
Ẇ = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4300 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2795 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 4300 kJQL = 2795 kJ
η = %
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 550 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 550 °CTL = 30 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -10 °C, indem sie 7 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -10 °CTH = 20 °CQ̇L = 7 kW
Q̇H = kW
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2500 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 500 °C auf, verrichtet 775 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 20 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 500 °CTL = 20 °CQH = 2500 kJW = 775 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4200 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 350 °C auf, verrichtet 1134 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 15 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 350 °CTL = 15 °CQH = 4200 kJW = 1134 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. Ẇ = 3,878 kW
- 2. η = 35 %
- 3. ηmax = 63,17 %
- 4. Q̇H = 7,798 kW
- 5. Sgen = 2,651 kJ/K
- 6. Sgen = 3,9 kJ/K
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