Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 3600 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2340 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una macchina termica assorbe 2700 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1890 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a -20 °C sottraendo 10 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 35 °C. Trova la potenza termica Q̇_H che cede.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 650 °C e cede calore all’ambiente a 40 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 50%. Trova il suo rendimento di secondo principio η_II, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

Una macchina termica di Carnot riceve 170 kW di calore da una sorgente a 950 °C e cede calore all’ambiente a 25 °C. Tutto il suo lavoro aziona un frigorifero di Carnot che sottrae calore a un congelatore a -15 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 25 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.

Una macchina termica assorbe 3200 kJ di calore da un serbatoio a 900 °C, produce 1664 kJ di lavoro e cede il resto a un serbatoio a 30 °C, per ciclo. Trova l’entropia totale generata S_gen per ciclo.