ورقة عمل المحرّكات الحرارية والثلاجات مع الإجابات

ثلاجة تزيل الحرارة من حيّزها البارد بمعدّل 1,9 kW بينما يستهلك ضاغطها قدرة 1 kW. أوجد المعدّل Q̇_H الذي تطرد به الحرارة إلى المطبخ.

يأخذ محرّك حراري 4600 kJ من الحرارة من خزّان ساخن ويطرد 2530 kJ إلى خزّان بارد في كل دورة. أوجد كفاءته الحرارية η.

محرّك حراري عكوس (كارنو) يأخذ 2200 kJ من الحرارة من خزّان عند 675 °C ويطرد 773 kJ في كل دورة. أوجد درجة حرارة الخزّان البارد T_L بوحدة °C.

محرّك حراري يستقبل الحرارة من مصدر عند 450 °C ويطرد الحرارة إلى المحيط عند 30 °C. كفاءته الحرارية الفعلية 41%. أوجد كفاءته وفق القانون الثاني η_II، وهي نسبة الكفاءة الفعلية إلى كفاءة كارنو.

محرّكا كارنو يعملان على التوالي. يستقبل المحرّك A الحرارة من خزّان عند 500 °C ويطرد الحرارة إلى خزّان وسيط عند درجة الحرارة T_m. يأخذ المحرّك B تلك الحرارة كلها ويطرد الحرارة إلى خزّان عند 10 °C. للمحرّكين الكفاءة الحرارية نفسها. أوجد T_m بوحدة °C.

مضخة حرارية تزوّد نظام تدفئة عند 35 °C بـ 15 kW من الحرارة، آخذةً الحرارة من مصدر عند 7 °C. معامل أدائها الفعلي 35% من معامل أداء كارنو بين هاتين الدرجتين. أوجد القدرة الكهربائية Ẇ التي تستهلكها.