Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 4 fornisce 17,5 kW di calore a una casa. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

Una macchina termica assorbe 1400 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1120 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 3300 kJ di calore da un serbatoio a 400 °C e ne cede 1486 kJ per ciclo. Trova la temperatura T_L del serbatoio freddo in °C.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 225 °C e un serbatoio freddo a 15 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile η_max.

Un frigorifero mantiene il vano freddo a 4 °C in una cucina a 30 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 2 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.

Una macchina termica di Carnot riceve 140 kW di calore da una sorgente a 450 °C e cede calore all’ambiente a 20 °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 20 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.