ورقة عمل المحرّكات الحرارية والثلاجات مع الإجابات

ورقة عمل مجانية قابلة للطباعة في المحرّكات الحرارية والثلاجات: 6 مسألة من السهل إلى مستوى الامتحان، مع مفتاح الإجابات. اطبعها أو احفظها بصيغة PDF.

للمعلمين: يمكن طباعتها ونسخها واستخدامها في الصف مجانًا. كل ورقة عمل جديدة لها قيم جديدة ومفتاح إجابات خاص بها. نقدّر إضافة رابط إلى ExamProblems في صفحة مقررك.

الاسم: ____________________   التاريخ: ____________

1.سهلة
الخزّان الساخنالخزّان الباردEQH​ = 1600 kJQL​ = 1280 kJW

يأخذ محرّك حراري 1600 kJ من الحرارة من خزّان ساخن ويطرد 1280 kJ إلى خزّان بارد في كل دورة. أوجد كفاءته الحرارية η.

QH = 1600 kJQL = 1280 kJ
η = %
2.سهلة
الخزّان الساخنالخزّان الباردEQH​ = 4900 kJQL​ = 3675 kJW

يأخذ محرّك حراري 4900 kJ من الحرارة من خزّان ساخن ويطرد 3675 kJ إلى خزّان بارد في كل دورة. أوجد كفاءته الحرارية η.

QH = 4900 kJQL = 3675 kJ
η = %
3.متوسطة
TH​ = 425 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

يعمل محرّك حراري بين خزّان ساخن عند 425 °C وخزّان بارد عند 15 °C. أوجد أعلى كفاءة حرارية ممكنة ηmax.

TH = 425 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.متوسطة
TH​ = 275 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 2200 kJQL​W = ?

يعمل محرّك حراري بين خزّان ساخن عند 275 °C وخزّان بارد عند 15 °C. يأخذ 2200 kJ من الحرارة. أوجد أكبر شغل Wmax يمكن أن ينتجه.

TH = 275 °CTL = 15 °CQH = 2200 kJ
Wmax = kJ
5.صعبة
TH​ = 21 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​Ẇ

تحافظ مضخة حرارية على منزل عند 21 °C بينما الخارج 5 °C، وتزوّد المنزل بـ 10 kW من الحرارة. أوجد أعلى معامل أداء ممكن COPmax.

TH = 21 °CTL = 5 °CQ̇H = 10 kW
COPmax =
6.صعبة
TH​ = 850 °CT0​ = 25 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 80 kWQ̇L​ = ?

محرّك حراري كارنو يستقبل 80 kW من الحرارة من مصدر عند 850 °C ويطرد الحرارة إلى المحيط عند 25 °C. يدير شغله كله ثلاجة كارنو تزيل الحرارة من مجمّد عند -10 °C وتطرد الحرارة أيضًا إلى المحيط عند 25 °C. أوجد المعدّل Q̇L الذي تُزال به الحرارة من المجمّد.

TH = 850 °CT0 = 25 °CTL = -10 °CQ̇H = 80 kW
Q̇L = kW

مفتاح الإجابات

  1. 1. η = 20 %
  2. 2. η = 25 %
  3. 3. ηmax = 58,73 %
  4. 4. Wmax = 1044 kJ
  5. 5. COPmax = 18,38
  6. 6. Q̇L = 441,8 kW

حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.