1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 700 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 490 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 700 kJQL = 490 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4000 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2600 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4000 kJQL = 2600 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 800 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 10 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 37 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 800 °CTL = 10 °Cη = 37%
ηII = %
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 325 °C und einem kalten Reservoir mit 20 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 325 °CTL = 20 °C
ηmax = %
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -25 °C in einer Küche mit 28 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 3 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 28 °CTL = -25 °CQ̇L = 3 kW
COPmax =
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3800 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 500 °C auf, verrichtet 1444 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 10 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 500 °CTL = 10 °CQH = 3800 kJW = 1444 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. W = 210 kJ
- 2. W = 1400 kJ
- 3. ηII = 50,26 %
- 4. ηmax = 50,99 %
- 5. COPmax = 4,682
- 6. Sgen = 3,406 kJ/K
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