1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3800 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2090 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 3800 kJQL = 2090 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 4,4 gibt 13 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 4,4Q̇H = 13 kW
Q̇L = kW
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 525 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Sie nimmt 4000 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 525 °CTL = 10 °CQH = 4000 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 375 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 375 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3300 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 550 °C auf, verrichtet 1221 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 40 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 550 °CTL = 40 °CQH = 3300 kJW = 1221 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf 5 °C in einer Küche mit 32 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 1 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 32 °CTL = 5 °CQ̇L = 1 kW
COPmax =
Lösungsschlüssel
- 1. η = 45 %
- 2. Q̇L = 10,05 kW
- 3. Wmax = 2581 kJ
- 4. ηmax = 56,31 %
- 5. Sgen = 2,63 kJ/K
- 6. COPmax = 10,3
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