1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 4,4 gibt 16,5 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 4,4Q̇H = 16,5 kW
Q̇L = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1300 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 715 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1300 kJQL = 715 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4200 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 525 °C auf und gibt 1674 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 525 °CQH = 4200 kJQL = 1674 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 550 °C und einem kalten Reservoir mit 20 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 550 °CTL = 20 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 15,5 kW Wärme an ein Heizsystem mit 21 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 2 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 45 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 21 °CTL = 2 °CηII = 45%Q̇H = 15,5 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -18 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 1 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 30 °CTL = -18 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇L = 12,75 kW
- 2. W = 585 kJ
- 3. TL = 44,97 °C
- 4. ηmax = 64,39 %
- 5. Ẇ = 2,225 kW
- 6. Ẇmin = 0,1881 kW
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