1.Facile
Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 3,5 fornisce 10 kW di calore a una casa. Trova la potenza termica Q̇L che preleva dall’aria esterna.
COPHP = 3,5Q̇H = 10 kW
Q̇L = kW
Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni
2.Facile
Una macchina termica assorbe 4900 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2695 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.
QH = 4900 kJQL = 2695 kJ
η = %
3.Media
Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 775 °C e un serbatoio freddo a 20 °C. Assorbe 3400 kJ di calore. Trova il massimo lavoro Wmax che potrebbe produrre.
TH = 775 °CTL = 20 °CQH = 3400 kJ
Wmax = kJ
4.Media
Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 425 °C e un serbatoio freddo a 15 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile ηmax.
TH = 425 °CTL = 15 °C
ηmax = %
5.Difficile
Una macchina termica di Carnot riceve 150 kW di calore da una sorgente a 750 °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 Q̇L sottratta al congelatore.
TH = 750 °CT0 = 25 °CTL = 0 °CQ̇H = 150 kW
Q̇L = kW
6.Difficile
Una pompa di calore mantiene una casa a 20 °C mentre fuori ci sono 5 °C, fornendo 8 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.
TH = 20 °CTL = 5 °CQ̇H = 8 kW
Ẇmin = kW
Soluzioni
- 1. Q̇L = 7,143 kW
- 2. η = 45 %
- 3. Wmax = 2449 kJ
- 4. ηmax = 58,73 %
- 5. Q̇L = 1161 kW
- 6. Ẇmin = 0,4093 kW
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