1.Facile
Una macchina termica assorbe 2000 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1600 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.
QH = 2000 kJQL = 1600 kJ
η = %
Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni
2.Facile
Una macchina termica assorbe 3500 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2275 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.
QH = 3500 kJQL = 2275 kJ
W = kJ
3.Media
Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a -18 °C sottraendo 8,5 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 20 °C. Trova la potenza termica Q̇H che cede.
TL = -18 °CTH = 20 °CQ̇L = 8,5 kW
Q̇H = kW
4.Media
Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 525 °C e un serbatoio freddo a 20 °C. Assorbe 2600 kJ di calore. Trova il massimo lavoro Wmax che potrebbe produrre.
TH = 525 °CTL = 20 °CQH = 2600 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
Un frigorifero mantiene il vano freddo a -20 °C in una cucina a 35 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 2 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.
TH = 35 °CTL = -20 °CQ̇L = 2 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
Una macchina termica di Carnot riceve 50 kW di calore da una sorgente a 400 °C e cede calore all’ambiente a 30 °C. Tutto il suo lavoro aziona un frigorifero di Carnot che sottrae calore a un congelatore a 0 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 30 °C. Trova la potenza termica Q̇L sottratta al congelatore.
TH = 400 °CT0 = 30 °CTL = 0 °CQ̇H = 50 kW
Q̇L = kW
Soluzioni
- 1. η = 20 %
- 2. W = 1225 kJ
- 3. Q̇H = 9,766 kW
- 4. Wmax = 1645 kJ
- 5. Ẇmin = 0,4345 kW
- 6. Q̇L = 250,2 kW
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