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​ = 800 kJQL​ = 520 kJW = ?

يأخذ محرّك حراري 800 kJ من الحرارة من خزّان ساخن ويطرد 520 kJ إلى خزّان بارد في كل دورة. أوجد الشغل الصافي W الذي ينتجه في كل دورة.

QH = 800 kJQL = 520 kJ
W = kJ
2.سهلة
الخزّان الساخنالخزّان الباردEQH​ = 3100 kJQL​ = 2170 kJW = ?

يأخذ محرّك حراري 3100 kJ من الحرارة من خزّان ساخن ويطرد 2170 kJ إلى خزّان بارد في كل دورة. أوجد الشغل الصافي W الذي ينتجه في كل دورة.

QH = 3100 kJQL = 2170 kJ
W = kJ
3.متوسطة
TH​ = 250 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​W

يعمل محرّك حراري بين خزّان ساخن عند 250 °C وخزّان بارد عند 40 °C. أوجد أعلى كفاءة حرارية ممكنة ηmax.

TH = 250 °CTL = 40 °C
ηmax = %
4.متوسطة
TH​ = 500 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​η = 33%

محرّك حراري يستقبل الحرارة من مصدر عند 500 °C ويطرد الحرارة إلى المحيط عند 30 °C. كفاءته الحرارية الفعلية 33%. أوجد كفاءته وفق القانون الثاني ηII، وهي نسبة الكفاءة الفعلية إلى كفاءة كارنو.

TH = 500 °CTL = 30 °Cη = 33%
ηII = %
5.صعبة
TH​ = 22 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​Ẇ = ?

مضخة حرارية تزوّد نظام تدفئة عند 22 °C بـ 10 kW من الحرارة، آخذةً الحرارة من مصدر عند 2 °C. معامل أدائها الفعلي 45% من معامل أداء كارنو بين هاتين الدرجتين. أوجد القدرة الكهربائية Ẇ التي تستهلكها.

TH = 22 °CTL = 2 °CηII = 45%Q̇H = 10 kW
Ẇ = kW
6.صعبة
TH​ = 32 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1,5 kWẆ = ?

تحافظ ثلاجة على حيّزها البارد عند 2 °C في مطبخ عند 32 °C، وتنزع الحرارة من الحيّز البارد بمعدّل 1,5 kW. أوجد أدنى قدرة داخلة Ẇmin.

TH = 32 °CTL = 2 °CQ̇L = 1,5 kW
Ẇmin = kW

مفتاح الإجابات

  1. 1. W = 280 kJ
  2. 2. W = 930 kJ
  3. 3. ηmax = 40,14 %
  4. 4. ηII = 54,28 %
  5. 5. Ẇ = 1,506 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,1635 kW

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