1.Facile
Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 600 MW con un rendimento termico del 42%. Trova la potenza termica Q̇L ceduta all’acqua di raffreddamento.
Ẇ = 600 MWη = 42%
Q̇L = MW
Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni
2.Facile
Una macchina termica assorbe 3800 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2850 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.
QH = 3800 kJQL = 2850 kJ
W = kJ
3.Media
Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a -18 °C sottraendo 2,5 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 30 °C. Trova la potenza termica Q̇H che cede.
TL = -18 °CTH = 30 °CQ̇L = 2,5 kW
Q̇H = kW
4.Media
Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 350 °C e un serbatoio freddo a 15 °C. Assorbe 4400 kJ di calore. Trova il massimo lavoro Wmax che potrebbe produrre.
TH = 350 °CTL = 15 °CQH = 4400 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
Una macchina termica di Carnot riceve 110 kW di calore da una sorgente a 600 °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 Q̇L sottratta al congelatore.
TH = 600 °CT0 = 25 °CTL = -15 °CQ̇H = 110 kW
Q̇L = kW
6.Difficile
Una pompa di calore mantiene una casa a 21 °C mentre fuori ci sono 2 °C, fornendo 15 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.
TH = 21 °CTL = 2 °CQ̇H = 15 kW
Ẇmin = kW
Soluzioni
- 1. Q̇L = 828,6 MW
- 2. W = 950 kJ
- 3. Q̇H = 2,97 kW
- 4. Wmax = 2365 kJ
- 5. Q̇L = 467,5 kW
- 6. Ẇmin = 0,9689 kW
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