Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen

Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 200 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 25 %. Bestimme den Wärmestrom Q̇_L, der an das Kühlwasser abgegeben wird.

Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3900 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2925 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.

Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4000 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 525 °C auf und gibt 1469 kJ ab. Bestimme die Temperatur T_L des kalten Reservoirs in °C.

Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 325 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad η_max.

Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 22 °C, während es draußen 0 °C sind, und liefert 8 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇ_min.

Eine Wärmepumpe gibt 14,5 kW Wärme an ein Heizsystem mit 35 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 5 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 50 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.