1.Facile
Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 3 fornisce 4 kW di calore a una casa. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.
COPHP = 3Q̇H = 4 kW
Ẇ = kW
Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni
2.Facile
Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 500 MW con un rendimento termico del 45%. Trova la potenza termica in ingresso Q̇H fornita dal combustibile.
Ẇ = 500 MWη = 45%
Q̇H = MW
3.Media
Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 900 kJ di calore da un serbatoio a 250 °C e ne cede 504 kJ per ciclo. Trova la temperatura TL del serbatoio freddo in °C.
TH = 250 °CQH = 900 kJQL = 504 kJ
TL = °C
4.Media
Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a -25 °C sottraendo 8 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 25 °C. Trova la potenza termica Q̇H che cede.
TL = -25 °CTH = 25 °CQ̇L = 8 kW
Q̇H = kW
5.Difficile
Una macchina termica assorbe 2700 kJ di calore da un serbatoio a 850 °C, produce 1188 kJ di lavoro e cede il resto a un serbatoio a 35 °C, per ciclo. Trova l’entropia totale generata Sgen per ciclo.
TH = 850 °CTL = 35 °CQH = 2700 kJW = 1188 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difficile
Una pompa di calore mantiene una casa a 20 °C mentre fuori ci sono -5 °C, fornendo 4 kW di calore alla casa. Trova il massimo coefficiente di prestazione possibile COPmax.
TH = 20 °CTL = -5 °CQ̇H = 4 kW
COPmax =
Soluzioni
- 1. Ẇ = 1,333 kW
- 2. Q̇H = 1111 MW
- 3. TL = 19,81 °C
- 4. Q̇H = 9,612 kW
- 5. Sgen = 2,503 kJ/K
- 6. COPmax = 11,73
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