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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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Wärmekraftmaschinen, Wirkungsgrad und Kreisprozesse online üben

Test 2 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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1. FrageMultiple Choice

Wie definiert man den Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: η = W/Q_H..

  1. Thermodynamische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Wärme, Arbeit, Leistung, Temperatur, Kreisprozess oder Wirkungsgrad geht.
  2. Thermodynamischen Zusammenhang anwenden: Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis der nutzbaren Arbeit W zur vom heißen Reservoir aufgenommenen Wärme Q_H.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet η = W/Q_H.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen, Temperatur und Größenordnung.

Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis der nutzbaren Arbeit W zur vom heißen Reservoir aufgenommenen Wärme Q_H.

2. FrageMultiple Choice

Welche Energiebilanz gilt bei einer Wärmekraftmaschine mit Arbeit als abgegebener Energie?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Q_H = W + Q_K..

  1. Thermodynamische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Wärme, Arbeit, Leistung, Temperatur, Kreisprozess oder Wirkungsgrad geht.
  2. Thermodynamischen Zusammenhang anwenden: Die aufgenommene Wärme teilt sich in die abgegebene Arbeit und die an das kalte Reservoir abgegebene Wärme auf.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Q_H = W + Q_K.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen, Temperatur und Größenordnung.

Die aufgenommene Wärme teilt sich in die abgegebene Arbeit und die an das kalte Reservoir abgegebene Wärme auf.

3. FrageMultiple Choice

Was gilt für die Änderung der inneren Energie nach einem vollständigen Kreisprozess?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: ΔU = 0..

  1. Thermodynamische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Wärme, Arbeit, Leistung, Temperatur, Kreisprozess oder Wirkungsgrad geht.
  2. Thermodynamischen Zusammenhang anwenden: Nach einem vollständigen Zyklus befindet sich das Arbeitsmedium wieder im Ausgangszustand; die Zustandsgröße innere Energie hat daher keine Nettoänderung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet ΔU = 0.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen, Temperatur und Größenordnung.

Nach einem vollständigen Zyklus befindet sich das Arbeitsmedium wieder im Ausgangszustand; die Zustandsgröße innere Energie hat daher keine Nettoänderung.

4. FrageMultiple Choice

Welche Einheit hat Arbeit beziehungsweise Wärme?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Joule (J)..

  1. Thermodynamische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Wärme, Arbeit, Leistung, Temperatur, Kreisprozess oder Wirkungsgrad geht.
  2. Thermodynamischen Zusammenhang anwenden: Arbeit und Wärme sind Energieformen und werden im SI-System in Joule angegeben.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Joule (J).. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen, Temperatur und Größenordnung.

Arbeit und Wärme sind Energieformen und werden im SI-System in Joule angegeben.

5. FrageMultiple Choice

Was bedeutet ein Wirkungsgrad von 35 %?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 35 % der zugeführten Wärme werden als nutzbare Arbeit abgegeben..

  1. Thermodynamische Größe erkennen: Bestimme, ob es um Wärme, Arbeit, Leistung, Temperatur, Kreisprozess oder Wirkungsgrad geht.
  2. Thermodynamischen Zusammenhang anwenden: Der verbleibende Anteil wird unter anderem als Wärme an das kalte Reservoir und an die Umgebung abgeführt.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 35 % der zugeführten Wärme werden als nutzbare Arbeit abgegeben.. Kontrolliere Einheit, Vorzeichen, Temperatur und Größenordnung.

Der verbleibende Anteil wird unter anderem als Wärme an das kalte Reservoir und an die Umgebung abgeführt.

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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.