Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen

Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 5,7 kW, während sein Verdichter 1,5 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COP_R.

Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 4,5 gibt 10,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.

Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf -10 °C, indem sie 7 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 25 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇_H, den sie abgibt.

Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 275 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Sie nimmt 3200 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit W_max, die sie liefern könnte.

Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen -5 °C sind, und liefert 4 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COP_max.

Eine Carnot-Wärmekraftmaschine nimmt 70 kW Wärme aus einer Quelle mit 800 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 25 °C ab. Ihre gesamte Arbeit treibt eine Carnot-Kältemaschine an, die einem Gefrierraum mit -30 °C Wärme entzieht und ebenfalls Wärme an die Umgebung mit 25 °C abgibt. Bestimme den Wärmestrom Q̇_L, der dem Gefrierraum entzogen wird.