1.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 4,35 kW, während sein Verdichter 2,9 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 4,35 kWẆ = 2,9 kW
COPR =
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 11,4 kW, während sein Verdichter 3 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 11,4 kWẆ = 3 kW
COPR =
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 350 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 37 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 350 °CTL = 20 °Cη = 37%
ηII = %
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 375 °C und einem kalten Reservoir mit 20 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 375 °CTL = 20 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Carnot-Wärmekraftmaschine nimmt 40 kW Wärme aus einer Quelle mit 600 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Ihre gesamte Arbeit treibt eine Carnot-Kältemaschine an, die einem Gefrierraum mit -5 °C Wärme entzieht und ebenfalls Wärme an die Umgebung mit 20 °C abgibt. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der dem Gefrierraum entzogen wird.
TH = 600 °CT0 = 20 °CTL = -5 °CQ̇H = 40 kW
Q̇L = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen 0 °C sind, und liefert 5 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 21 °CTL = 0 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. COPR = 1,5
- 2. COPR = 3,8
- 3. ηII = 69,87 %
- 4. ηmax = 54,77 %
- 5. Q̇L = 285 kW
- 6. Ẇmin = 0,357 kW
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