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Wärmekraftmaschinen, Wirkungsgrad und Kreisprozesse verstehen

Wärmekraftmaschinen wandeln Wärme teilweise in Arbeit um. Energiebilanz, kaltes Reservoir, Kreisprozess und Temperaturgrenzen bestimmen den Wirkungsgrad.

Auf dieser Seite übst du Wärmekraftmaschinen, Wirkungsgrad, Carnot-Prozess, Otto- und Diesel-Prozess, p-V-Diagramme, Wärmeflüsse und Leistung.

So löst du Aufgaben zu Wärmekraftmaschinen

  1. Bestimme heißes Reservoir, kaltes Reservoir, Wärmeflüsse und Arbeit.
  2. Stelle die Energiebilanz auf und verwende Temperaturen in Kelvin für Carnot-Aufgaben.
  3. Berechne Wirkungsgrad, Arbeit oder Leistung und prüfe die Einheit.
  4. Kontrolliere Vorzeichen, Kelvin, Energieerhaltung und Größenordnung.

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10. Test

Wärmekraftmaschinen, Wirkungsgrad und Kreisprozesse online üben

Test 10 zu Wärmekraftmaschinen und Thermodynamik mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf Energiefluss, Kelvin, Wärme, Arbeit, Leistung und Wirkungsgrad.

5 Fragen
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Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Eine Maschine nimmt 1500 kJ auf und gibt 900 kJ als Abwärme ab. Wie groß ist der Wirkungsgrad?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 40 %..

  1. Thermodynamische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Wärme, Arbeit, Leistung, Temperatur, Kreisprozess oder Wirkungsgrad geht.
  2. Thermodynamischen Zusammenhang anwenden: W = 1500 kJ − 900 kJ = 600 kJ und η = 600/1500 = 0,4 = 40 %.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 40 %.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen, Temperatur und Größenordnung.

W = 1500 kJ − 900 kJ = 600 kJ und η = 600/1500 = 0,4 = 40 %.

2. FrageMultiple Choice

Ein Motor liefert 12 kJ Arbeit pro Zyklus bei einer Zyklusdauer von 0,2 s. Wie groß ist seine mittlere Leistung?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: 60 kW..

  1. Thermodynamische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Wärme, Arbeit, Leistung, Temperatur, Kreisprozess oder Wirkungsgrad geht.
  2. Thermodynamischen Zusammenhang anwenden: P = W/t = 12 kJ/0,2 s = 60 kJ/s = 60 kW.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 60 kW.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen, Temperatur und Größenordnung.

P = W/t = 12 kJ/0,2 s = 60 kJ/s = 60 kW.

3. FrageMultiple Choice

Ein Carnot-Prozess arbeitet zwischen 800 K und 400 K. Wie groß ist der ideale Wirkungsgrad?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: 50 %..

  1. Thermodynamische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Wärme, Arbeit, Leistung, Temperatur, Kreisprozess oder Wirkungsgrad geht.
  2. Thermodynamischen Zusammenhang anwenden: η_C = 1 − 400/800 = 0,5 = 50 %.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 50 %.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen, Temperatur und Größenordnung.

η_C = 1 − 400/800 = 0,5 = 50 %.

4. FrageMultiple Choice

Eine reale Maschine arbeitet zwischen denselben Temperaturen wie ein Carnot-Prozess mit 50 % Grenzwirkungsgrad. Welche Aussage ist richtig?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Ihr Wirkungsgrad ist höchstens 50 % und in der Praxis meist kleiner..

  1. Thermodynamische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Wärme, Arbeit, Leistung, Temperatur, Kreisprozess oder Wirkungsgrad geht.
  2. Thermodynamischen Zusammenhang anwenden: Der Carnot-Wert ist eine Obergrenze; reale Irreversibilitäten reduzieren den erreichbaren Wirkungsgrad.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Ihr Wirkungsgrad ist höchstens 50 % und in der Praxis meist kleiner.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen, Temperatur und Größenordnung.

Der Carnot-Wert ist eine Obergrenze; reale Irreversibilitäten reduzieren den erreichbaren Wirkungsgrad.

5. FrageMultiple Choice

Wie löst man eine Aufgabe zu Wärmekraftmaschinen systematisch?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Reservoirtemperaturen, Wärmeflüsse, Arbeit, Leistung und Wirkungsgrad ordnen..

  1. Thermodynamische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Wärme, Arbeit, Leistung, Temperatur, Kreisprozess oder Wirkungsgrad geht.
  2. Thermodynamischen Zusammenhang anwenden: Zuerst werden Q_H, Q_K und W beziehungsweise P identifiziert, dann die Energiebilanz oder der passende Grenzwert in Kelvin angewendet.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Reservoirtemperaturen, Wärmeflüsse, Arbeit, Leistung und Wirkungsgrad ordnen.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen, Temperatur und Größenordnung.

Zuerst werden Q_H, Q_K und W beziehungsweise P identifiziert, dann die Energiebilanz oder der passende Grenzwert in Kelvin angewendet.

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Wärmekraftmaschinen und Wirkungsgrad FAQ

Was ist eine Wärmekraftmaschine?

Eine Wärmekraftmaschine wandelt einen Teil der aufgenommenen Wärme in mechanische Arbeit um und gibt den Rest an ein kälteres Reservoir ab.

Wie berechnet man den Wirkungsgrad?

Für eine Wärmekraftmaschine gilt η = W/Q_H; bei Wärmeleistungen entsprechend η = P_nutz/P_zu.

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine verständliche Erklärung und drei Lösungsschritte.