1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 2,9 gibt 8 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 2,9Q̇H = 8 kW
Q̇L = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 50 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 25 %. Bestimme den zugeführten Wärmestrom Q̇H aus dem Brennstoff.
Ẇ = 50 MWη = 25%
Q̇H = MW
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2300 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 675 °C auf und gibt 772 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 675 °CQH = 2300 kJQL = 772 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2300 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 750 °C auf und gibt 693 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 750 °CQH = 2300 kJQL = 693 kJ
TL = °C
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 16,5 kW Wärme an ein Heizsystem mit 35 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 5 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 60 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 35 °CTL = 5 °CηII = 60%Q̇H = 16,5 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 5 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 0,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 30 °CTL = 5 °CQ̇L = 0,5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇L = 5,241 kW
- 2. Q̇H = 200 MW
- 3. TL = 45,1 °C
- 4. TL = 35,13 °C
- 5. Ẇ = 2,677 kW
- 6. Ẇmin = 0,04494 kW
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