1.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 2800 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 2100 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 2800 kJQL = 2100 kJ
W = kJ
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4700 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 3525 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 4700 kJQL = 3525 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine reversible (Carnot-)Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 1200 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 700 °C auf und gibt 374 kJ ab. Bestimme die Temperatur TL des kalten Reservoirs in °C.
TH = 700 °CQH = 1200 kJQL = 374 kJ
TL = °C
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 400 °C und einem kalten Reservoir mit 10 °C. Sie nimmt 2500 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 400 °CTL = 10 °CQH = 2500 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Carnot-Wärmekraftmaschine nimmt 30 kW Wärme aus einer Quelle mit 750 °C auf und gibt Wärme an die Umgebung mit 25 °C ab. Ihre gesamte Arbeit treibt eine Carnot-Kältemaschine an, die einem Gefrierraum mit -25 °C Wärme entzieht und ebenfalls Wärme an die Umgebung mit 25 °C abgibt. Bestimme den Wärmestrom Q̇L, der dem Gefrierraum entzogen wird.
TH = 750 °CT0 = 25 °CTL = -25 °CQ̇H = 30 kW
Q̇L = kW
6.Schwer
Ein Kühlschrank hält seinen Kühlraum auf -18 °C in einer Küche mit 25 °C und entzieht dem Kühlraum Wärme mit 4,5 kW. Bestimme die minimale Antriebsleistung Ẇmin.
TH = 25 °CTL = -18 °CQ̇L = 4,5 kW
Ẇmin = kW
Lösungsschlüssel
- 1. W = 700 kJ
- 2. W = 1175 kJ
- 3. TL = 30,15 °C
- 4. Wmax = 1448 kJ
- 5. Q̇L = 105,5 kW
- 6. Ẇmin = 0,7584 kW
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