1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 480 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 600 kJQL = 480 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4100 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3280 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 4100 kJQL = 3280 kJ
η = %
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 500 °C und einem kalten Reservoir mit 15 °C. Sie nimmt 1300 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 500 °CTL = 15 °CQH = 1300 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 550 °C und einem kalten Reservoir mit 35 °C. Sie nimmt 800 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 550 °CTL = 35 °CQH = 800 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen 7 °C sind, und liefert 7 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 21 °CTL = 7 °CQ̇H = 7 kW
COPmax =
6.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 1000 °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 20 °C ab. Beide Maschinen verrichten dieselbe Arbeit. Bestimme Tm in °C.
TH = 1000 °CTL = 20 °C
Tm = °C
Lösungsschlüssel
- 1. W = 120 kJ
- 2. η = 20 %
- 3. Wmax = 815,5 kJ
- 4. Wmax = 500,5 kJ
- 5. COPmax = 21,01
- 6. Tm = 510 °C
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