1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1900 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1140 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1900 kJQL = 1140 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3700 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2035 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 3700 kJQL = 2035 kJ
η = %
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 350 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 25 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 34 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 350 °CTL = 25 °Cη = 34%
ηII = %
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 750 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 50 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 750 °CTL = 20 °Cη = 50%
ηII = %
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4400 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 750 °C auf, verrichtet 2552 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 10 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 750 °CTL = 10 °CQH = 4400 kJW = 2552 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen 2 °C sind, und liefert 4 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 21 °CTL = 2 °CQ̇H = 4 kW
COPmax =
Lösungsschlüssel
- 1. W = 760 kJ
- 2. η = 45 %
- 3. ηII = 65,19 %
- 4. ηII = 70,08 %
- 5. Sgen = 2,226 kJ/K
- 6. COPmax = 15,48
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