1.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 2,7 kW, während sein Verdichter 1 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 2,7 kWẆ = 1 kW
COPR =
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4200 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2940 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4200 kJQL = 2940 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf 4 °C, indem sie 9 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 25 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = 4 °CTH = 25 °CQ̇L = 9 kW
Q̇H = kW
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 500 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 25 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 34 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad ηII, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.
TH = 500 °CTL = 25 °Cη = 34%
ηII = %
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen -10 °C sind, und liefert 15 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 21 °CTL = -10 °CQ̇H = 15 kW
COPmax =
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 4 °C in einer Küche mit 35 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 1,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 35 °CTL = 4 °CQ̇L = 1,5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. COPR = 2,7
- 2. W = 1260 kJ
- 3. Q̇H = 9,682 kW
- 4. ηII = 55,34 %
- 5. COPmax = 9,489
- 6. Ẇmin = 0,1678 kW
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