1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1690 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 2600 kJQL = 1690 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1500 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 825 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1500 kJQL = 825 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 475 °C und einem kalten Reservoir mit 25 °C. Sie nimmt 2000 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 475 °CTL = 25 °CQH = 2000 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2000 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 200 °C auf und gibt 1260 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 200 °CQH = 2000 kJQL = 1260 kJ
TL = °C
5.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 950 °C auf und gibt Wärme an ein Zwischenreservoir mit der Temperatur Tm ab. Maschine B nimmt diese gesamte Wärme auf und gibt Wärme an ein Reservoir mit 30 °C ab. Beide Maschinen haben denselben thermischen Wirkungsgrad. Bestimme Tm in °C.
TH = 950 °CTL = 30 °C
Tm = °C
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen 5 °C sind, und liefert 7 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 20 °CTL = 5 °CQ̇H = 7 kW
COPmax =
Lösungsschlüssel
- 1. η = 35 %
- 2. W = 675 kJ
- 3. Wmax = 1203 kJ
- 4. TL = 24,93 °C
- 5. Tm = 335,8 °C
- 6. COPmax = 19,54
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