Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 1000 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 650 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

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 lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 3500 kJ di calore da un serbatoio a 325 °C e ne cede 1745 kJ per ciclo. Trova la temperatura T_L del serbatoio freddo in °C.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 550 °C e cede calore all’ambiente a 40 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 34%. Trova il suo rendimento di secondo principio η_II, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

Una pompa di calore mantiene una casa a 22 °C mentre fuori ci sono 2 °C, fornendo 12 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.

Una pompa di calore fornisce 10,5 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 21 °C, prelevando calore da una sorgente a 5 °C. Il suo COP effettivo è il 60% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.