1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1300 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1040 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1300 kJQL = 1040 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 2,5 gibt 6,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 2,5Q̇H = 6,5 kW
Q̇L = kW
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -10 °C, indem sie 3 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 30 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = -10 °CTH = 30 °CQ̇L = 3 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 775 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 775 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -25 °C in einer Küche mit 25 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 4 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 25 °CTL = -25 °CQ̇L = 4 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -20 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 3,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 30 °CTL = -20 °CQ̇L = 3,5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 260 kJ
- 2. Q̇L = 3,9 kW
- 3. Q̇H = 3,456 kW
- 4. ηmax = 72,99 %
- 5. Ẇmin = 0,806 kW
- 6. Ẇmin = 0,6913 kW
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