1.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 200 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 40 %. Bestimme den zugeführten Wärmestrom Q̇H aus dem Brennstoff.
Ẇ = 200 MWη = 40%
Q̇H = MW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3200 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2080 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 3200 kJQL = 2080 kJ
η = %
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 500 °C und einem kalten Reservoir mit 20 °C. Sie nimmt 1800 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 500 °CTL = 20 °CQH = 1800 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 200 °C und einem kalten Reservoir mit 5 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 200 °CTL = 5 °C
ηmax = %
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 4 °C in einer Küche mit 32 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 2,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 32 °CTL = 4 °CQ̇L = 2,5 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 600 °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 25 °C ab. Beide Maschinen haben denselben thermischen Wirkungsgrad. Bestimme Tm in °C.
TH = 600 °CTL = 25 °C
Tm = °C
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 500 MW
- 2. η = 35 %
- 3. Wmax = 1118 kJ
- 4. ηmax = 41,21 %
- 5. Ẇmin = 0,2526 kW
- 6. Tm = 237,1 °C
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