1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 2,8 gibt 10 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
COPHP = 2,8Q̇H = 10 kW
Ẇ = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3600 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2700 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 3600 kJQL = 2700 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4700 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 325 °C auf und gibt 2264 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 325 °CQH = 4700 kJQL = 2264 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 450 °C und einem kalten Reservoir mit 40 °C. Sie nimmt 1400 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 450 °CTL = 40 °CQH = 1400 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 22 °C, während es draußen 2 °C sind, und liefert 13 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 22 °CTL = 2 °CQ̇H = 13 kW
COPmax =
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 4 °C in einer Küche mit 30 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 0,5 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 30 °CTL = 4 °CQ̇L = 0,5 kW
COPmax =
Lösungsschlüssel
- 1. Ẇ = 3,571 kW
- 2. W = 900 kJ
- 3. TL = 14,98 °C
- 4. Wmax = 793,7 kJ
- 5. COPmax = 14,76
- 6. COPmax = 10,66
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