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
المطبخالحيّز الباردRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 6,96 kWẆ = 2,4 kW

ثلاجة تزيل الحرارة من حيّزها البارد بمعدّل 6,96 kW بينما يستهلك ضاغطها قدرة 2,4 kW. أوجد المعدّل Q̇H الذي تطرد به الحرارة إلى المطبخ.

Q̇L = 6,96 kWẆ = 2,4 kW
Q̇H = kW
2.سهلة
المطبخالحيّز الباردRQ̇H​Q̇L​ = 3,78 kWẆ = 0,9 kW

ثلاجة تزيل الحرارة من حيّزها البارد بمعدّل 3,78 kW بينما يستهلك ضاغطها قدرة 0,9 kW. أوجد معامل أدائها COPR.

Q̇L = 3,78 kWẆ = 0,9 kW
COPR =
3.متوسطة
TH​ = 35 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 2 kWẆ

ثلاجة عكوسة تحافظ على غرفة باردة عند -20 °C بإزالة 2 kW من الحرارة، وتطرد الحرارة إلى المحيط عند 35 °C. أوجد المعدّل Q̇H الذي تطرد به الحرارة.

TL = -20 °CTH = 35 °CQ̇L = 2 kW
Q̇H = kW
4.متوسطة
TH​ = 200 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

يعمل محرّك حراري بين خزّان ساخن عند 200 °C وخزّان بارد عند 35 °C. أوجد أعلى كفاءة حرارية ممكنة ηmax.

TH = 200 °CTL = 35 °C
ηmax = %
5.صعبة
TH​ = 700 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 3200 kJQL​ = 1696 kJW = 1504 kJ

محرّك حراري يأخذ 3200 kJ من الحرارة من خزّان عند 700 °C، وينتج 1504 kJ من الشغل ويطرد الباقي إلى خزّان عند 40 °C، في كل دورة. أوجد الإنتروبيا الكلية المتولّدة Sgen في كل دورة.

TH = 700 °CTL = 40 °CQH = 3200 kJW = 1504 kJ
Sgen = kJ/K
6.صعبة
500 °CTm​ = ?25 °CABWA​WB​

محرّكا كارنو يعملان على التوالي. يستقبل المحرّك A الحرارة من خزّان عند 500 °C ويطرد الحرارة إلى خزّان وسيط عند درجة الحرارة Tm. يأخذ المحرّك B تلك الحرارة كلها ويطرد الحرارة إلى خزّان عند 25 °C. ينتج المحرّكان الشغل نفسه. أوجد Tm بوحدة °C.

TH = 500 °CTL = 25 °C
Tm = °C

مفتاح الإجابات

  1. 1. Q̇H = 9,36 kW
  2. 2. COPR = 4,2
  3. 3. Q̇H = 2,435 kW
  4. 4. ηmax = 34,87 %
  5. 5. Sgen = 2,128 kJ/K
  6. 6. Tm = 262,5 °C

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