Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 4 fornisce 14 kW di calore a una casa. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

Una macchina termica assorbe 3000 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2100 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a -20 °C sottraendo 2,5 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 35 °C. Trova la potenza termica Q̇_H che cede.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 425 °C e un serbatoio freddo a 15 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile η_max.

Un frigorifero mantiene il vano freddo a 2 °C in una cucina a 32 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 4 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.

Due macchine di Carnot lavorano in serie. La macchina A riceve calore da un serbatoio a 700 °C e cede calore a un serbatoio intermedio alla temperatura T_m. La macchina B assorbe tutto quel calore e cede calore a un serbatoio a 15 °C. Entrambe le macchine hanno lo stesso rendimento termico. Trova T_m in °C.