1.Facile
Una macchina termica assorbe 3600 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1980 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.
QH = 3600 kJQL = 1980 kJ
W = kJ
Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni
2.Facile
Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 4,6 fornisce 11 kW di calore a una casa. Trova la potenza termica Q̇L che preleva dall’aria esterna.
COPHP = 4,6Q̇H = 11 kW
Q̇L = kW
3.Media
Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a -5 °C sottraendo 5 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 40 °C. Trova la potenza termica Q̇H che cede.
TL = -5 °CTH = 40 °CQ̇L = 5 kW
Q̇H = kW
4.Media
Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 625 °C e un serbatoio freddo a 5 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile ηmax.
TH = 625 °CTL = 5 °C
ηmax = %
5.Difficile
Una pompa di calore mantiene una casa a 21 °C mentre fuori ci sono -5 °C, fornendo 10 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.
TH = 21 °CTL = -5 °CQ̇H = 10 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
Una pompa di calore fornisce 13 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 35 °C, prelevando calore da una sorgente a 7 °C. Il suo COP effettivo è il 40% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.
TH = 35 °CTL = 7 °CηII = 40%Q̇H = 13 kW
Ẇ = kW
Soluzioni
- 1. W = 1620 kJ
- 2. Q̇L = 8,609 kW
- 3. Q̇H = 5,839 kW
- 4. ηmax = 69,03 %
- 5. Ẇmin = 0,8839 kW
- 6. Ẇ = 2,953 kW
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