1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1400 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1050 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 1400 kJQL = 1050 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 6,21 kW, während sein Verdichter 2,3 kW Leistung aufnimmt. Bestimme seine Leistungszahl COPR.
Q̇L = 6,21 kWẆ = 2,3 kW
COPR =
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3900 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 650 °C auf und gibt 1217 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 650 °CQH = 3900 kJQL = 1217 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine reversible Kältemaschine hält einen Kühlraum auf 4 °C, indem sie 6,5 kW Wärme entzieht, und gibt Wärme an die Umgebung mit 20 °C ab. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den sie abgibt.
TL = 4 °CTH = 20 °CQ̇L = 6,5 kW
Q̇H = kW
5.Schwer
Eine Wärmepumpe gibt 18 kW Wärme an ein Heizsystem mit 22 °C ab und entzieht die Wärme einer Quelle mit -5 °C. Ihre tatsächliche Leistungszahl beträgt 35 % der Carnot-Leistungszahl zwischen diesen Temperaturen. Bestimme die elektrische Leistung Ẇ, die sie aufnimmt.
TH = 22 °CTL = -5 °CηII = 35%Q̇H = 18 kW
Ẇ = kW
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen 0 °C sind, und liefert 5 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 21 °CTL = 0 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 350 kJ
- 2. COPR = 2,7
- 3. TL = 14,92 °C
- 4. Q̇H = 6,875 kW
- 5. Ẇ = 4,705 kW
- 6. Ẇmin = 0,357 kW
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