4. Übung Wärmekraftmaschinen 1. Eine Wärmekraftmaschine

Übung Physik II WiIng & Orthopäden
4. Übung
Prof. Dr. H.-Ch. Mertins
Physikalische Technik, FH Münster
Wärmekraftmaschinen
1. Eine Wärmekraftmaschine entnimmt pro Zyklus 400 J Wärme aus dem wärmeren
Reservoir und verrichtet 120 J Arbeit
a.) Wie hoch ist ihr Wirkungsgrad?
b.) Wie viel Wärme wird pro Zyklus abgegeben?
2.
Eine Carnot-Maschine arbeitet zwischen den Temperaturen T H = 850 K und
T N = 300 K. Die Maschine leistet pro Zyklus von 0,25s eine Arbeit von 1200 J.
a.) Wie groß ist die mittlere Leistung der Maschine?
b.) Wie viel Wärmeenergie |Q H | wird dem heißeren Reservoir bei jedem Kreisprozess
entzogen?
c.) Wie viel Energie |Q N | wird an das kältere Wärmereservoir bei jedem Kreisprozess
abgegeben?
d.) Wie groß ist die Entropieänderung der Arbeitssubstanz bei der Wärmeaufnahme
aus dem heißeren Wärmereservoir? Wie groß ist sie bei der Wärmeabgabe in das
kühlere Reservoir?
3. Eine Wärmepumpe soll als rückwärts laufende Carnotmashine ein Gebäude aufheizen.
Die Außentemperatur beträgt – 5°C , die Temperatur im Gebäude soll 22°C betragen.
a) Berechnen Sie die Leistungskennzahl der Maschine.
b) Welche Wärmemenge wir pro Sekunde dem Außenbereich entnommen, wenn das
Haus 7.5 kW Wärmeverluste hat?
4.
Was ist ein Perpetuum Mobile zweiter Art? Erläutern Sie anhand des Begriffes
Entropie und erklären Sie auch den Begriff Entropie selbst.
Zur Lösung gehören Formel, Weg und Einheiten. Die Übung soll zum jeweils nächsten Übungstermin abgegeben werden.
Um für die Klausur zugelassen zu werden, müssen insgesamt 50% der Aufgaben im Semester gelöst werden.
1