1.Facile
Una macchina termica assorbe 4700 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 3525 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.
QH = 4700 kJQL = 3525 kJ
η = %
Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni
2.Facile
Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 4 fornisce 4 kW di calore a una casa. Trova la potenza termica Q̇L che preleva dall’aria esterna.
COPHP = 4Q̇H = 4 kW
Q̇L = kW
3.Media
Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 525 °C e un serbatoio freddo a 25 °C. Assorbe 1300 kJ di calore. Trova il massimo lavoro Wmax che potrebbe produrre.
TH = 525 °CTL = 25 °CQH = 1300 kJ
Wmax = kJ
4.Media
Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 2000 kJ di calore da un serbatoio a 250 °C e ne cede 1102 kJ per ciclo. Trova la temperatura TL del serbatoio freddo in °C.
TH = 250 °CQH = 2000 kJQL = 1102 kJ
TL = °C
5.Difficile
Una pompa di calore fornisce 15,5 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 55 °C, prelevando calore da una sorgente a 2 °C. Il suo COP effettivo è il 45% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.
TH = 55 °CTL = 2 °CηII = 45%Q̇H = 15,5 kW
Ẇ = kW
6.Difficile
Un frigorifero mantiene il vano freddo a -10 °C in una cucina a 25 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 3,5 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.
TH = 25 °CTL = -10 °CQ̇L = 3,5 kW
Ẇmin = kW
Soluzioni
- 1. η = 25 %
- 2. Q̇L = 3 kW
- 3. Wmax = 814,4 kJ
- 4. TL = 15,11 °C
- 5. Ẇ = 5,563 kW
- 6. Ẇmin = 0,4655 kW
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