Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 3300 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2310 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 2,9 fornisce 8 kW di calore a una casa. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 700 °C e cede calore all’ambiente a 20 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 38%. 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 350 °C e un serbatoio freddo a 35 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile η_max.

Una macchina termica di Carnot riceve 100 kW di calore da una sorgente a 650 °C e cede calore all’ambiente a 27 °C. Tutto il suo lavoro aziona un frigorifero di Carnot che sottrae calore a un congelatore a -30 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 27 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.

Una macchina termica di Carnot riceve 100 kW di calore da una sorgente a 650 °C e cede calore all’ambiente a 30 °C. Tutto il suo lavoro aziona un frigorifero di Carnot che sottrae calore a un congelatore a -20 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 30 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.