Wärmekraftmaschinen verstehen: Quizfragen und Lernmaterialien

Question 1

Welche Aussage beschreibt die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine am besten?

Accepted Answer

Sie wandelt Wärmeenergie in mechanische Arbeit um.

Answer

Sie hat einen Wirkungsgrad von 100 %.

Answer

Sie arbeitet nach dem Carnot-Prozess.

Answer

Sie ist umweltschonend.

Question 2

Welche maximale Temperatur kann in einer Wärmekraftmaschine theoretisch erreicht werden?

Accepted Answer

Temperatur des heißen Reservoirs

Answer

Temperatur des kalten Reservoirs

Answer

Temperatur der Umgebung

Answer

Temperatur des Arbeitsmediums

Question 3

Welche der folgenden Komponenten ist KEIN Bestandteil einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Batterie

Answer

Wärmezufuhr

Answer

Wärmeabfuhr

Answer

Arbeitsproduktion

Question 4

In welcher Anwendung werden Wärmekraftmaschinen eingesetzt?

Accepted Answer

Automobilmotoren

Answer

Kühlschränke

Answer

Solarzellen

Answer

Windkraftanlagen

Question 5

Welche Funktion hat ein Kondensator in einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Abführen von Wärme

Answer

Zuführen von Wärme

Answer

Erzeugen von Arbeit

Answer

Verbessern des Wirkungsgrads

Question 6

Welche Größe ist direkt proportional zum Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Temperaturdifferenz zwischen den Reservoiren

Answer

Temperatur des heißen Reservoirs

Answer

Temperatur des kalten Reservoirs

Answer

Arbeitsleistung

Question 7

Welcher thermodynamische Kreisprozess beschreibt das idealisierte Modell einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Carnot-Prozess

Answer

Otto-Prozess

Answer

Diesel-Prozess

Answer

Rankine-Prozess

Question 8

Was ist der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Das Verhältnis der abgegebenen Arbeit zur zugeführten Wärme

Answer

Das Verhältnis der zugeführten Wärme zur abgegebenen Arbeit

Answer

Die Differenz zwischen zugeführter und abgegebener Wärme

Answer

Die Summe von zugeführter und abgegebener Wärme

Question 9

Wie lautet die Formel für den Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine im Carnot-Prozess?

Accepted Answer

η = 1 - T_K/T_W

Answer

η = T_W/T_K

Answer

η = (T_W - T_K)/T_K

Answer

η = (T_K - T_W)/T_W

Question 10

Welche Aussage über Wärmekraftmaschinen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie können niemals einen Wirkungsgrad von 100 % erreichen

Answer

Sie wandeln Wärme vollständig in Arbeit um

Answer

Sie sind eine umweltfreundliche Energiequelle

Answer

Sie sind nur in Großkraftwerken einsetzbar

Question 11

Welcher Teil einer Wärmekraftmaschine wandelt Wärme in mechanische Arbeit um?

Accepted Answer

Arbeitskreislauf

Answer

Wärmequelle

Answer

Wärmesenke

Answer

Kondensator

Question 12

Was ist der Zweck eines Kühlers in einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Wärme vom Arbeitsmedium abzuführen

Answer

Wärme von der Wärmequelle aufzunehmen

Answer

Arbeit vom Arbeitsmedium aufzunehmen

Answer

Den Druck im Arbeitsmedium zu erhöhen

Question 13

Was ist der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Das Verhältnis von geleisteter Arbeit zu aufgewendeter Wärme.

Answer

Das Verhältnis von aufgewendeter Wärme zu geleisteter Arbeit.

Answer

Die Differenz zwischen aufgewendeter und abgegebener Wärme.

Answer

Die Summe aus aufgewendeter und abgegebener Wärme.

Question 14

Welche der folgenden Wärmekraftmaschinen hat theoretisch den höchsten Wirkungsgrad?

Accepted Answer

Carnot-Maschine

Answer

Dieselmotor

Answer

Ottomotor

Answer

Gasturbine

Question 15

Welche Aussage über den Stirling-Motor ist falsch?

Accepted Answer

Er hat einen höheren Wirkungsgrad als der Carnot-Motor.

Answer

Er ist eine Wärmekraftmaschine, die nach dem geschlossenen Kreisprozess arbeitet.

Answer

Er verwendet ein Arbeitsgas, das innerhalb des Motors eingeschlossen ist.

Answer

Er hat keine Ventile.

Question 16

Was ist der Zweck eines Wärmetauschers in einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Wärme von einem Fluid auf ein anderes zu übertragen.

Answer

Dampf zu erzeugen.

Answer

Kraftstoff zu verbrennen.

Answer

Temperaturunterschiede auszugleichen.

Question 17

Welche der folgenden Aussagen definiert den Carnot-Kreisprozess am treffendsten?

Accepted Answer

Ein reversibler Wärmekreisprozess mit dem theoretisch maximal möglichen Wirkungsgrad.

Answer

Ein irreversibler Wärmekreisprozess mit dem minimal möglichen Wirkungsgrad.

Answer

Ein Prozess, der aus einer isothermen Expansion und einer adiabatischen Kompression besteht.

Question 18

Was beschreibt den Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Das Verhältnis der abgegebenen mechanischen Arbeit zur zugeführten Wärmemenge.

Answer

Die Differenz zwischen zugeführter und abgegebener Wärmemenge.

Answer

Die in mechanische Arbeit umgewandelte Wärmemenge.

Question 19

Welche Wärmekraftmaschine arbeitet nach dem Rankine-Kreisprozess?

Accepted Answer

Dampfturbine

Answer

Stirlingmotor

Answer

Gasturbine

Answer

Dieselmotor

Question 20

Welchen Hauptvorteil bietet eine Gasturbine gegenüber einer Dampfturbine?

Accepted Answer

Höherer Wirkungsgrad und kompaktere Bauweise.

Answer

Geringere Wartungskosten und einfachere Bedienung.

Answer

Geringerer Kraftstoffverbrauch und niedrigere Emissionen.

Answer

Höhere Zuverlässigkeit und längere Lebensdauer.

Question 21

Welches ist ein wesentlicher Nachteil von Dieselmotoren?

Accepted Answer

Hohe Emissionen von Stickoxiden (NOx).

Answer

Niedriger Wirkungsgrad.

Answer

Geringe Lebensdauer.

Answer

Hohe Wartungskosten.

Question 22

Welche Aufgabe erfüllt ein Wärmetauscher in einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Übertragen von Wärme zwischen zwei Fluiden.

Answer

Umwandeln von Wärme in mechanische Arbeit.

Answer

Speichern von Wärmeenergie.

Question 23

Wie funktioniert eine Dampfmaschine?

Accepted Answer

Die Expansion von Dampf in einem Zylinder bewegt den Kolben.

Answer

Die Kompression von Luft in einem Zylinder bewegt den Kolben.

Answer

Die Verbrennung von Kraftstoff in einem Zylinder bewegt den Kolben.

Question 24

Was unterscheidet einen Zweitaktmotor von einem Viertaktmotor?

Accepted Answer

Die Anzahl der Kolbenhübe für einen vollständigen Verbrennungszyklus.

Answer

Der verwendete Kraftstofftyp.

Answer

Die Größe und Leistung des Motors.

Question 25

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Unterschied zwischen einem Wärmekraftwerk und einem Kühlschrank?

Accepted Answer

Ein Wärmekraftwerk wandelt Wärmeenergie in mechanische Energie um, während ein Kühlschrank Wärmeenergie von einem kalten Ort zu einem warmen Ort transportiert.

Answer

Ein Wärmekraftwerk verwendet Dampf, während ein Kühlschrank Kältemittel verwendet.

Question 26

Welche der folgenden Größen ist NICHT ein wichtiger Faktor für die Berechnung des Wirkungsgrads einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Die Farbe des Arbeitsmediums.

Answer

Die zugeführte Wärmemenge.

Answer

Die Temperatur des kalten Reservoirs.

Answer

Die Temperatur des heißen Reservoirs.

Question 27

Welcher Prozess beschreibt das ideale Modell für eine Wärmekraftmaschine mit maximalem Wirkungsgrad?

Accepted Answer

Der Carnot-Prozess.

Answer

Der Stirling-Prozess.

Answer

Der Diesel-Prozess.

Answer

Der Otto-Prozess.

Question 28

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Funktion eines Kondensators in einer Dampfturbine?

Accepted Answer

Der Kondensator kühlt den Dampf ab und kondensiert ihn wieder zu Wasser.

Answer

Der Kondensator erzeugt den nötigen Druck, um den Dampf durch die Turbine zu leiten.

Answer

Der Kondensator speichert die überschüssige Wärmeenergie.

Question 29

Was ist der Unterschied zwischen einem Otto- und einem Dieselmotor?

Accepted Answer

Ein Otto-Motor verwendet eine Zündkerze zur Zündung des Kraftstoffs, während ein Dieselmotor die Kraftstoffverbrennung durch die hohe Temperatur und den Druck im Zylinder startet.

Answer

Ein Otto-Motor verwendet Dieselkraftstoff, während ein Dieselmotor Benzin verwendet.

Question 30

Welche der folgenden Maßnahmen kann den Wirkungsgrad eines Wärmekraftwerks erhöhen?

Accepted Answer

Die Temperatur des heißen Reservoirs erhöhen.

Answer

Den Druck des Arbeitsmediums reduzieren.

Answer

Die Temperatur des kalten Reservoirs erhöhen.

Question 31

Welche der folgenden Aussagen zum Carnot-Prozess ist FALSCH?

Accepted Answer

Der Carnot-Prozess ist ein realer Prozess, der in praktischen Wärmekraftmaschinen eingesetzt wird.

Answer

Der Carnot-Prozess hat den maximalen theoretischen Wirkungsgrad für eine gegebene Temperaturdifferenz.

Answer

Der Carnot-Prozess ist ein reversibler Prozess.

Question 32

Welche der folgenden Aussagen zur Bedeutung von Wärmekraftmaschinen in der Lebensmitteltechnik ist FALSCH?

Accepted Answer

Wärmekraftmaschinen spielen nur eine geringe Rolle in der Lebensmittelverarbeitung.

Answer

Wärmekraftmaschinen werden zur Stromerzeugung für Kühlanlagen eingesetzt.

Answer

Wärmekraftmaschinen werden zur Produktion von Wärme für die Sterilisation und Pasteurisierung von Lebensmitteln verwendet.

Question 33

Welches der folgenden Gesetze beschreibt die Beziehung zwischen Wärme, Arbeit und Energie in Wärmekraftmaschinen?

Accepted Answer

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik.

Answer

Das Gesetz von Boyle-Mariotte.

Answer

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik.

Answer

Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik.

Question 34

Welche der folgenden Aussagen zum Carnot-Prozess ist korrekt?

Accepted Answer

Er ist ein idealisierter Wärmekraftmaschinenprozess mit dem höchstmöglichen Wirkungsgrad.

Answer

Er beinhaltet keine Wärmeübertragung.

Answer

Er ist ein irreversibler Prozess.

Question 35

Welche der folgenden Komponenten ist für die Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Arbeit in einer Wärmekraftmaschine verantwortlich?

Accepted Answer

Kolben und Zylinder

Answer

Wärmetauscher

Answer

Kühler

Answer

Kondensator

Question 36

Was ist der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Das Verhältnis der abgegebenen Leistung zur zugeführten Wärmemenge.

Answer

Die Differenz zwischen zugeführter und abgegebener Energie.

Answer

Das Verhältnis der zugeführten Wärmemenge zur abgegebenen Leistung.

Question 37

Welche der folgenden Faktoren beeinflusst den Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmesenke

Answer

Drehmoment des Kolbens

Answer

Hubraum des Motors

Question 38

Welcher der folgenden Wärmekraftmaschinentypen arbeitet mit einem externen Verbrennungsprozess?

Accepted Answer

Dampfturbine

Answer

Gasturbine

Answer

Otto-Motor

Answer

Dieselmotor

Question 39

Welche der folgenden Aussagen zur thermischen Effizienz ist korrekt?

Accepted Answer

Sie gibt an, wie viel Wärmeenergie in mechanische Arbeit umgewandelt wird.

Answer

Sie ist immer größer als 100%.

Answer

Sie ist unabhängig von der Temperaturdifferenz.

Question 40

Welches der folgenden Diagramme stellt den Otto-Prozess dar?

Accepted Answer

p-V-Diagramm mit vier Takten.

Answer

c-v-Diagramm mit einer adiabaten Expansion.

Answer

h-x-Diagramm mit zwei isentropen Prozessen.

Answer

T-s-Diagramm mit vier Phasen.

Question 41

Welche der folgenden Aussagen zum Dieselmotor ist korrekt?

Accepted Answer

Er arbeitet mit einem Selbstzündungsprinzip.

Answer

Er ist weniger effizient als ein Otto-Motor.

Answer

Er hat ein höheres Verdichtungsverhältnis als ein Otto-Motor.

Answer

Er verwendet eine Zündkerze zur Entzündung des Kraftstoff-Luft-Gemischs.

Question 42

Welches der folgenden Verfahren wird zur Leistungssteigerung von Wärmekraftmaschinen eingesetzt?

Accepted Answer

Turboaufladung

Answer

Verwendung von minderwertigen Kraftstoffen

Answer

Drosselung des Ansaugtrakts

Answer

Reduzierung des Hubraums

Question 43

Welche der folgenden Anwendungen von Wärmekraftmaschinen ist NICHT korrekt?

Accepted Answer

Antrieb von Elektrofahrzeugen

Answer

Stromerzeugung in Kraftwerken

Answer

Antrieb von Schiffen

Answer

Antrieb von Flugzeugen

Question 44

Welche der folgenden Aussagen über Wärmekraftmaschinen ist richtig?

Accepted Answer

Sie wandeln Wärmeenergie in mechanische Energie um.

Answer

Sie benötigen keinen Kraftstoff.

Answer

Sie erzeugen nur Wärmeenergie.

Question 45

Wie hoch ist der thermische Wirkungsgrad eines Carnot-Prozesses?

Accepted Answer

T_H - T_K / T_H

Answer

T_H + T_K / T_H

Answer

T_K / T_H

Answer

T_H / T_K

Question 46

Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst den Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine NICHT?

Accepted Answer

Luftdruck

Answer

Temperatur des Kältereservoirs

Answer

Temperatur des Wärmereservoirs

Answer

Konstruktion der Maschine

Question 47

Was passiert während des isentropen Teils eines Otto-Prozesses?

Accepted Answer

Adiabatische Kompression

Answer

Adiabatische Expansion

Answer

Isobare Wärmeaufnahme

Answer

Isobare Wärmeabgabe

Question 48

Welche der folgenden Aussagen über Dieselmotoren ist falsch?

Accepted Answer

Sie haben Zündkerzen.

Answer

Sie haben eine hohe Kompression.

Answer

Sie verwenden Selbstzündung.

Question 49

Was ist der Hauptvorteil einer Gasturbine gegenüber einem Kolbenmotor?

Accepted Answer

Höhere Drehzahl

Answer

Niedrigere Betriebskosten

Answer

Höherer Wirkungsgrad

Answer

Geringeres Gewicht

Question 50

Welche der folgenden Anwendungen eignet sich am besten für Stirlingmotoren?

Accepted Answer

Solarstromerzeugung

Answer

Erzeugung von Elektrizität in Kraftwerken

Answer

Antrieb von Flugzeugen

Answer

Antrieb von Fahrzeugen

Question 51

Wie beeinflusst die Umgebungstemperatur den Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Sie verringert den Wirkungsgrad mit steigender Temperatur.

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf den Wirkungsgrad.

Answer

Sie erhöht den Wirkungsgrad mit steigender Temperatur.