Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 3400 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2040 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

Una macchina termica assorbe 4400 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 3300 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 750 °C e un serbatoio freddo a 30 °C. Assorbe 4800 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 750 °C e cede calore all’ambiente a 40 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 45%. Trova il suo rendimento di secondo principio η_II, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

Una macchina termica di Carnot riceve 190 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 0 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 25 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.

Un frigorifero mantiene il vano freddo a -18 °C in una cucina a 30 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 1,5 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.