Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 150 MW con un rendimento termico del 40%. Trova la potenza termica Q̇_L ceduta all’acqua di raffreddamento.

Una macchina termica assorbe 900 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 540 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 700 °C e cede calore all’ambiente a 15 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 35%. 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 575 °C e un serbatoio freddo a 25 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile η_max.

Una macchina termica di Carnot riceve 160 kW di calore da una sorgente a 900 °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 -5 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 25 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.

Una pompa di calore mantiene una casa a 20 °C mentre fuori ci sono 5 °C, fornendo 5 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.