1.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 1000 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 42 %. Bestimme den zugeführten Wärmestrom Q̇H aus dem Brennstoff.
Ẇ = 1000 MWη = 42%
Q̇H = MW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2400 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1560 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 2400 kJQL = 1560 kJ
η = %
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2100 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 800 °C auf und gibt 652 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 800 °CQH = 2100 kJQL = 652 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 800 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 800 °CTL = 30 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen -10 °C sind, und liefert 7 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 7 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen 5 °C sind, und liefert 8 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 20 °CTL = 5 °CQ̇H = 8 kW
COPmax =
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 2381 MW
- 2. η = 35 %
- 3. TL = 60,04 °C
- 4. ηmax = 71,75 %
- 5. Ẇmin = 0,7164 kW
- 6. COPmax = 19,54
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