Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Un frigorifero sottrae calore al suo vano freddo con una potenza di 11,2 kW mentre il suo compressore assorbe 2,8 kW. Trova la potenza termica Q̇_H che cede alla cucina.

Una macchina termica assorbe 4600 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 3220 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 450 °C e cede calore all’ambiente a 10 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 40%. Trova il suo rendimento di secondo principio η_II, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 250 °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 35 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 5 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.

Una pompa di calore fornisce 8 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 20 °C, prelevando calore da una sorgente a -10 °C. Il suo COP effettivo è il 40% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.