Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 3000 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1950 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una macchina termica assorbe 700 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 455 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 600 °C e un serbatoio freddo a 15 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile η_max.

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 2900 kJ di calore da un serbatoio a 600 °C e ne cede 940 kJ per ciclo. Trova la temperatura T_L del serbatoio freddo in °C.

Una macchina termica di Carnot riceve 100 kW di calore da una sorgente a 900 °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 -10 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 30 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.

Una pompa di calore fornisce 10,5 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 35 °C, prelevando calore da una sorgente a 0 °C. Il suo COP effettivo è il 30% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.