Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen

Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4000 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2200 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.

Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4400 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3300 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.

Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 300 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 24 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad η_II, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.

Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 725 °C und einem kalten Reservoir mit 40 °C. Sie nimmt 3300 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit W_max, die sie liefern könnte.

Eine Wärmepumpe gibt 6 kW Wärme an ein Heizsystem mit 22 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 10 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 55 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.

Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen -5 °C sind, und liefert 15 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COP_max.