1.سهلة
ثلاجة تزيل الحرارة من حيّزها البارد بمعدّل 9,02 kW بينما يستهلك ضاغطها قدرة 2,2 kW. أوجد المعدّل Q̇H الذي تطرد به الحرارة إلى المطبخ.
Q̇L = 9,02 kWẆ = 2,2 kW
Q̇H = kW
ورقة عمل المحرّكات الحرارية والثلاجات مع الإجابات
2.سهلة
يأخذ محرّك حراري 3000 kJ من الحرارة من خزّان ساخن ويطرد 2250 kJ إلى خزّان بارد في كل دورة. أوجد كفاءته الحرارية η.
QH = 3000 kJQL = 2250 kJ
η = %
3.متوسطة
يعمل محرّك حراري بين خزّان ساخن عند 725 °C وخزّان بارد عند 10 °C. أوجد أعلى كفاءة حرارية ممكنة ηmax.
TH = 725 °CTL = 10 °C
ηmax = %
4.متوسطة
محرّك حراري يستقبل الحرارة من مصدر عند 900 °C ويطرد الحرارة إلى المحيط عند 10 °C. كفاءته الحرارية الفعلية 38%. أوجد كفاءته وفق القانون الثاني ηII، وهي نسبة الكفاءة الفعلية إلى كفاءة كارنو.
TH = 900 °CTL = 10 °Cη = 38%
ηII = %
5.صعبة
محرّك حراري يأخذ 1400 kJ من الحرارة من خزّان عند 450 °C، وينتج 686 kJ من الشغل ويطرد الباقي إلى خزّان عند 10 °C، في كل دورة. أوجد الإنتروبيا الكلية المتولّدة Sgen في كل دورة.
TH = 450 °CTL = 10 °CQH = 1400 kJW = 686 kJ
Sgen = kJ/K
6.صعبة
تحافظ مضخة حرارية على منزل عند 20 °C بينما الخارج 5 °C، وتزوّد المنزل بـ 8 kW من الحرارة. أوجد أعلى معامل أداء ممكن COPmax.
TH = 20 °CTL = 5 °CQ̇H = 8 kW
COPmax =
مفتاح الإجابات
- 1. Q̇H = 11,22 kW
- 2. η = 25 %
- 3. ηmax = 71,63 %
- 4. ηII = 50,09 %
- 5. Sgen = 0,5857 kJ/K
- 6. COPmax = 19,54
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.