Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 3900 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2535 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 150 MW con un rendimento termico del 30%. Trova la potenza termica in ingresso Q̇_H fornita dal combustibile.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 300 °C e cede calore all’ambiente a 10 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 20%. 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 325 °C e un serbatoio freddo a 25 °C. Assorbe 2200 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Una pompa di calore fornisce 18,5 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 55 °C, prelevando calore da una sorgente a 7 °C. Il suo COP effettivo è il 50% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

Una pompa di calore mantiene una casa a 20 °C mentre fuori ci sono -10 °C, fornendo 11 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.