1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2200 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1760 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme ihren thermischen Wirkungsgrad η.
QH = 2200 kJQL = 1760 kJ
η = %
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Ein Kraftwerk liefert eine Nettoleistung von 200 MW bei einem thermischen Wirkungsgrad von 30 %. Bestimme den zugeführten Wärmestrom Q̇H aus dem Brennstoff.
Ẇ = 200 MWη = 30%
Q̇H = MW
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 725 °C und einem kalten Reservoir mit 15 °C. Sie nimmt 700 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 725 °CTL = 15 °CQH = 700 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 300 °C und einem kalten Reservoir mit 20 °C. Bestimme den höchstmöglichen thermischen Wirkungsgrad ηmax.
TH = 300 °CTL = 20 °C
ηmax = %
5.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen 2 °C sind, und liefert 14 kW Wärme an das Haus. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 21 °CTL = 2 °CQ̇H = 14 kW
Ẇmin = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -25 °C in einer Küche mit 32 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 2 kW. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 32 °CTL = -25 °CQ̇L = 2 kW
COPmax =
Lösungsschlüssel
- 1. η = 20 %
- 2. Q̇H = 666,7 MW
- 3. Wmax = 497,9 kJ
- 4. ηmax = 48,85 %
- 5. Ẇmin = 0,9043 kW
- 6. COPmax = 4,354
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