1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4300 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3010 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 4300 kJQL = 3010 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 7,14 kW, während sein Verdichter 2,1 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 7,14 kWẆ = 2,1 kW
COPR =
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 250 °C und einem kalten Reservoir mit 20 °C. Sie nimmt 1600 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 250 °CTL = 20 °CQH = 1600 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 550 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 30 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 32 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 550 °CTL = 30 °Cη = 32%
ηII = %
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen 0 °C sind, und liefert 15 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 20 °CTL = 0 °CQ̇H = 15 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -20 °C in einer Küche mit 28 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 2,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 28 °CTL = -20 °CQ̇L = 2,5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. η = 30 %
- 2. COPR = 3,4
- 3. Wmax = 703,4 kJ
- 4. ηII = 50,66 %
- 5. Ẇmin = 1,023 kW
- 6. Ẇmin = 0,474 kW
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