1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 700 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 420 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 700 kJQL = 420 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 420 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 600 kJQL = 420 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3400 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 500 °C auf und gibt 1421 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 500 °CQH = 3400 kJQL = 1421 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 650 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 48 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 650 °CTL = 20 °Cη = 48%
ηII = %
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -18 °C in einer Küche mit 28 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 3,5 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 28 °CTL = -18 °CQ̇L = 3,5 kW
COPmax =
6.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 950 °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 30 °C ab. Beide Maschinen haben denselben thermischen Wirkungsgrad. Bestimme Tm in °C.
TH = 950 °CTL = 30 °C
Tm = °C
Lösungsschlüssel
- 1. η = 40 %
- 2. W = 180 kJ
- 3. TL = 49,98 °C
- 4. ηII = 70,34 %
- 5. COPmax = 5,547
- 6. Tm = 335,8 °C
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