Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 3400 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2550 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 2,9 fornisce 7 kW di calore a una casa. Trova la potenza termica Q̇_L che preleva dall’aria esterna.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 450 °C e cede calore all’ambiente a 15 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 24%. 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 450 °C e un serbatoio freddo a 30 °C. Assorbe 3300 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Una pompa di calore mantiene una casa a 21 °C mentre fuori ci sono -10 °C, fornendo 14 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.

Due macchine di Carnot lavorano in serie. La macchina A riceve calore da un serbatoio a 700 °C e cede calore a un serbatoio intermedio alla temperatura T_m. La macchina B assorbe tutto quel calore e cede calore a un serbatoio a 35 °C. Entrambe le macchine producono lo stesso lavoro. Trova T_m in °C.