Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen

Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 3,2 gibt 19,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.

Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 4,2 gibt 13,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇_L, den sie der Außenluft entzieht.

Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 800 °C und einem kalten Reservoir mit 20 °C. Sie nimmt 2800 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit W_max, die sie liefern könnte.

Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -10 °C, indem sie 4,5 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 28 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇_H, den sie abgibt.

Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen 0 °C sind, und liefert 15 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COP_max.

Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 900 °C auf und gibt Wärme an ein Zwischenreservoir mit der Temperatur T_m ab. Maschine B nimmt diese gesamte Wärme auf und gibt Wärme an ein Reservoir mit 25 °C ab. Beide Maschinen verrichten dieselbe Arbeit. Bestimme T_m in °C.