1.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 3,9 gibt 12 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
COPHP = 3,9Q̇H = 12 kW
Ẇ = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl von 2,8 gibt 19 kW Wärme an ein Haus ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, den sie der Außenluft entzieht.
COPHP = 2,8Q̇H = 19 kW
Q̇L = kW
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 700 °C auf und gibt 308 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 700 °CQH = 900 kJQL = 308 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 750 °C und einem kalten Reservoir mit 15 °C. Sie nimmt 1700 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 750 °CTL = 15 °CQH = 1700 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2500 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 700 °C auf, verrichtet 1200 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 30 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 700 °CTL = 30 °CQH = 2500 kJW = 1200 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 22 °C, während es draußen -5 °C sind, und liefert 8 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 22 °CTL = -5 °CQ̇H = 8 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. Ẇ = 3,077 kW
- 2. Q̇L = 12,21 kW
- 3. TL = 59,88 °C
- 4. Wmax = 1221 kJ
- 5. Sgen = 1,719 kJ/K
- 6. Ẇmin = 0,7318 kW
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