1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4800 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3840 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4800 kJQL = 3840 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 500 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 275 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 500 kJQL = 275 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 425 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Sie nimmt 3600 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 425 °CTL = 10 °CQH = 3600 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1800 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 650 °C auf und gibt 620 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 650 °CQH = 1800 kJQL = 620 kJ
TL = °C
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 12 kW Wärme an ein Heizsystem mit 21 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 7 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 35 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 21 °CTL = 7 °CηII = 35%Q̇H = 12 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Zwei Carnot-Maschinen arbeiten hintereinander. Maschine A nimmt Wärme aus einem Reservoir mit 1200 °C auf und gibt Wärme an ein Zwischenreservoir mit der Temperatur Tm ab. Maschine B nimmt diese gesamte Wärme auf und gibt Wärme an ein Reservoir mit 30 °C ab. Beide Maschinen verrichten dieselbe Arbeit. Bestimme Tm in °C.
TH = 1200 °CTL = 30 °C
Tm = °C
Lösungsschlüssel
- 1. W = 960 kJ
- 2. W = 225 kJ
- 3. Wmax = 2140 kJ
- 4. TL = 44,82 °C
- 5. Ẇ = 1,632 kW
- 6. Tm = 615 °C
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