Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere gratuita e stampabile: 6 esercizi dal livello facile a quello d’esame, con le soluzioni. Stampala o salvala come PDF.

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Nome: ____________________   Data: ____________

1.Facile
serbatoio caldoserbatoio freddoEQH​ = 1500 kJQL​ = 1050 kJW

Una macchina termica assorbe 1500 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1050 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

QH = 1500 kJQL = 1050 kJ
η = %
2.Facile
serbatoio caldoserbatoio freddoEQH​ = 3100 kJQL​ = 1705 kJW = ?

Una macchina termica assorbe 3100 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1705 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

QH = 3100 kJQL = 1705 kJ
W = kJ
3.Media
TH​ = 350 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​η = 35%

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 350 °C e cede calore all’ambiente a 10 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 35%. Trova il suo rendimento di secondo principio ηII, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

TH = 350 °CTL = 10 °Cη = 35%
ηII = %
4.Media
TH​ = 800 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​W

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 800 °C e un serbatoio freddo a 40 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile ηmax.

TH = 800 °CTL = 40 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 32 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1 kWẆ = ?

Un frigorifero mantiene il vano freddo a -20 °C in una cucina a 32 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 1 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.

TH = 32 °CTL = -20 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 25 °CTL​ = -18 °CRQ̇H​Q̇L​ = 0,5 kWẆ

Un frigorifero mantiene il vano freddo a -18 °C in una cucina a 25 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 0,5 kW. Trova il massimo coefficiente di prestazione possibile COPmax.

TH = 25 °CTL = -18 °CQ̇L = 0,5 kW
COPmax =

Soluzioni

  1. 1. η = 30 %
  2. 2. W = 1395 kJ
  3. 3. ηII = 64,15 %
  4. 4. ηmax = 70,82 %
  5. 5. Ẇmin = 0,2054 kW
  6. 6. COPmax = 5,934

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