1.Facile
Una macchina termica assorbe 2600 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1950 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.
QH = 2600 kJQL = 1950 kJ
W = kJ
Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni
2.Facile
Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 2,9 fornisce 15,5 kW di calore a una casa. Trova la potenza termica Q̇L che preleva dall’aria esterna.
COPHP = 2,9Q̇H = 15,5 kW
Q̇L = kW
3.Media
Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 4000 kJ di calore da un serbatoio a 650 °C e ne cede 1205 kJ per ciclo. Trova la temperatura TL del serbatoio freddo in °C.
TH = 650 °CQH = 4000 kJQL = 1205 kJ
TL = °C
4.Media
Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a -18 °C sottraendo 9,5 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 28 °C. Trova la potenza termica Q̇H che cede.
TL = -18 °CTH = 28 °CQ̇L = 9,5 kW
Q̇H = kW
5.Difficile
Una macchina termica di Carnot riceve 50 kW di calore da una sorgente a 900 °C e cede calore all’ambiente a 30 °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 30 °C. Trova la potenza termica Q̇L sottratta al congelatore.
TH = 900 °CT0 = 30 °CTL = -25 °CQ̇H = 50 kW
Q̇L = kW
6.Difficile
Una pompa di calore mantiene una casa a 20 °C mentre fuori ci sono 0 °C, fornendo 13 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.
TH = 20 °CTL = 0 °CQ̇H = 13 kW
Ẇmin = kW
Soluzioni
- 1. W = 650 kJ
- 2. Q̇L = 10,16 kW
- 3. TL = 4,949 °C
- 4. Q̇H = 11,21 kW
- 5. Q̇L = 167,3 kW
- 6. Ẇmin = 0,8869 kW
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