Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Un frigorifero sottrae calore al suo vano freddo con una potenza di 5,25 kW mentre il suo compressore assorbe 2,1 kW. Trova la potenza termica Q̇_H che cede alla cucina.

Una macchina termica assorbe 900 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 630 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 700 °C e cede calore all’ambiente a 25 °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 lavora tra un serbatoio caldo a 550 °C e un serbatoio freddo a 20 °C. Assorbe 500 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Un frigorifero mantiene il vano freddo a 5 °C in una cucina a 25 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 0,5 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.

Una macchina termica di Carnot riceve 200 kW di calore da una sorgente a 800 °C e cede calore all’ambiente a 20 °C. Tutto il suo lavoro aziona un frigorifero di Carnot che sottrae calore a un congelatore a -25 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 20 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.