1.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 150 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 50 %. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der an das Kühlwasser abgegeben wird.
Ẇ = 150 MWη = 50%
Q̇L = MW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 4,7 gibt 6 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 4,7Q̇H = 6 kW
Q̇L = kW
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf 0 °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 = 0 °CTH = 20 °CQ̇L = 7 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -25 °C, indem sie 8,5 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 40 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -25 °CTH = 40 °CQ̇L = 8,5 kW
Q̇H = kW
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -25 °C in einer Küche mit 28 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 2 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 28 °CTL = -25 °CQ̇L = 2 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 1050 °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 = 1050 °CTL = 30 °C
Tm = °C
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇L = 150 MW
- 2. Q̇L = 4,723 kW
- 3. Q̇H = 7,513 kW
- 4. Q̇H = 10,73 kW
- 5. Ẇmin = 0,4272 kW
- 6. Tm = 360,2 °C
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