Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen

Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 3,06 kW, während sein Verdichter 1,7 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COP_R.

Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2800 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1680 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.

Eine Wärmekraftmaschine nimmt Wärme aus einer Quelle mit 900 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Ihr tatsächlicher thermischer Wirkungsgrad beträgt 53 %. Bestimme ihren exergetischen Wirkungsgrad η_II, das Verhältnis des tatsächlichen Wirkungsgrads zum Carnot-Wirkungsgrad.

Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 550 °C und einem kalten Reservoir mit 25 °C. Sie nimmt 2000 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit W_max, die sie liefern könnte.

Eine Wärmepumpe gibt 16 kW Wärme an ein Heizsystem mit 35 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit 0 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 55 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.

Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 20 °C, während es draußen 0 °C sind, und liefert 13 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇ_min.