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​ = 700 kJQL​ = 560 kJW = ?

يأخذ محرّك حراري 700 kJ من الحرارة من خزّان ساخن ويطرد 560 kJ إلى خزّان بارد في كل دورة. أوجد الشغل الصافي W الذي ينتجه في كل دورة.

QH = 700 kJQL = 560 kJ
W = kJ
2.سهلة
الخزّان الساخنالخزّان الباردEQH​ = 4100 kJQL​ = 2460 kJW = ?

يأخذ محرّك حراري 4100 kJ من الحرارة من خزّان ساخن ويطرد 2460 kJ إلى خزّان بارد في كل دورة. أوجد الشغل الصافي W الذي ينتجه في كل دورة.

QH = 4100 kJQL = 2460 kJ
W = kJ
3.متوسطة
TH​ = 450 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

يعمل محرّك حراري بين خزّان ساخن عند 450 °C وخزّان بارد عند 15 °C. أوجد أعلى كفاءة حرارية ممكنة ηmax.

TH = 450 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.متوسطة
TH​ = 200 °CTL​ = ?EQH​ = 5000 kJQL​ = 2887 kJW

محرّك حراري عكوس (كارنو) يأخذ 5000 kJ من الحرارة من خزّان عند 200 °C ويطرد 2887 kJ في كل دورة. أوجد درجة حرارة الخزّان البارد TL بوحدة °C.

TH = 200 °CQH = 5000 kJQL = 2887 kJ
TL = °C
5.صعبة
TH​ = 750 °CT0​ = 25 °CTL​ = -30 °CERWQ̇H​ = 150 kWQ̇L​ = ?

محرّك حراري كارنو يستقبل 150 kW من الحرارة من مصدر عند 750 °C ويطرد الحرارة إلى المحيط عند 25 °C. يدير شغله كله ثلاجة كارنو تزيل الحرارة من مجمّد عند -30 °C وتطرد الحرارة أيضًا إلى المحيط عند 25 °C. أوجد المعدّل Q̇L الذي تُزال به الحرارة من المجمّد.

TH = 750 °CT0 = 25 °CTL = -30 °CQ̇H = 150 kW
Q̇L = kW
6.صعبة
1050 °CTm​ = ?35 °CABWA​WB​

محرّكا كارنو يعملان على التوالي. يستقبل المحرّك A الحرارة من خزّان عند 1050 °C ويطرد الحرارة إلى خزّان وسيط عند درجة الحرارة Tm. يأخذ المحرّك B تلك الحرارة كلها ويطرد الحرارة إلى خزّان عند 35 °C. ينتج المحرّكان الشغل نفسه. أوجد Tm بوحدة °C.

TH = 1050 °CTL = 35 °C
Tm = °C

مفتاح الإجابات

  1. 1. W = 140 kJ
  2. 2. W = 1640 kJ
  3. 3. ηmax = 60,15 %
  4. 4. TL = 0,04681 °C
  5. 5. Q̇L = 469,9 kW
  6. 6. Tm = 542,5 °C

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