1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4200 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3150 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4200 kJQL = 3150 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 500 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 325 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 500 kJQL = 325 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 750 °C und einem kalten Reservoir mit 15 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 750 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 425 °C und einem kalten Reservoir mit 35 °C. Sie nimmt 2000 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 425 °CTL = 35 °CQH = 2000 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -10 °C in einer Küche mit 25 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 1 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 25 °CTL = -10 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Eine Carnot-Wärmekraftmaschine nimmt 60 kW Wärme aus einer Quelle mit 600 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Ihre gesamte Arbeit treibt eine Carnot-Kältemaschine an, die einem Gefrierraum mit -15 °C Wärme entzieht und ebenfalls Wärme an die Umgebung mit 20 °C abgibt. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der dem Gefrierraum entzogen wird.
TH = 600 °CT0 = 20 °CTL = -15 °CQ̇H = 60 kW
Q̇L = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 1050 kJ
- 2. W = 175 kJ
- 3. ηmax = 71,84 %
- 4. Wmax = 1117 kJ
- 5. Ẇmin = 0,133 kW
- 6. Q̇L = 294 kW
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