1.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 150 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 33 %. Bestimme den zugeführten Wärmestrom Q̇H aus dem Brennstoff.
Ẇ = 150 MWη = 33%
Q̇H = MW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 2,24 kW, während sein Verdichter 1,4 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 2,24 kWẆ = 1,4 kW
Q̇H = kW
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 700 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 700 °CTL = 30 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3400 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 200 °C auf und gibt 1999 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 200 °CQH = 3400 kJQL = 1999 kJ
TL = °C
5.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 10 °C ab. Beide Maschinen verrichten dieselbe Arbeit. Bestimme Tm in °C.
TH = 1000 °CTL = 10 °C
Tm = °C
6.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3500 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 900 °C auf, verrichtet 1575 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 15 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 900 °CTL = 15 °CQH = 3500 kJW = 1575 kJ
Sgen = kJ/K
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 454,5 MW
- 2. Q̇H = 3,64 kW
- 3. ηmax = 68,85 %
- 4. TL = 5,034 °C
- 5. Tm = 505 °C
- 6. Sgen = 3,697 kJ/K
Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.