Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 500 MW con un rendimento termico del 30%. Trova la potenza termica Q̇_L ceduta all’acqua di raffreddamento.

Un frigorifero sottrae calore al suo vano freddo con una potenza di 3,04 kW mentre il suo compressore assorbe 0,8 kW. Trova la potenza termica Q̇_H che cede alla cucina.

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 1800 kJ di calore da un serbatoio a 250 °C e ne cede 1060 kJ per ciclo. Trova la temperatura T_L del serbatoio freddo in °C.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 725 °C e un serbatoio freddo a 15 °C. Assorbe 2100 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Una macchina termica assorbe 4400 kJ di calore da un serbatoio a 700 °C, produce 1804 kJ di lavoro e cede il resto a un serbatoio a 30 °C, per ciclo. Trova l’entropia totale generata S_gen per ciclo.

Due macchine di Carnot lavorano in serie. La macchina A riceve calore da un serbatoio a 1200 °C e cede calore a un serbatoio intermedio alla temperatura T_m. La macchina B assorbe tutto quel calore e cede calore a un serbatoio a 15 °C. Entrambe le macchine hanno lo stesso rendimento termico. Trova T_m in °C.