1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4100 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2870 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4100 kJQL = 2870 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 4,8 gibt 12,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 4,8Q̇H = 12,5 kW
Q̇L = kW
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1000 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 325 °C auf und gibt 473 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 325 °CQH = 1000 kJQL = 473 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 600 °C und einem kalten Reservoir mit 40 °C. Sie nimmt 4800 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 600 °CTL = 40 °CQH = 4800 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen 7 °C sind, und liefert 11 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 20 °CTL = 7 °CQ̇H = 11 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2700 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 300 °C auf, verrichtet 1080 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 15 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 300 °CTL = 15 °CQH = 2700 kJW = 1080 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. W = 1230 kJ
- 2. Q̇L = 9,896 kW
- 3. TL = 9,775 °C
- 4. Wmax = 3079 kJ
- 5. Ẇmin = 0,4878 kW
- 6. Sgen = 0,9113 kJ/K
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