Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 3 fornisce 19 kW di calore a una casa. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 300 MW con un rendimento termico del 40%. Trova la potenza termica Q̇_L ceduta all’acqua di raffreddamento.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 225 °C e un serbatoio freddo a 30 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile η_max.

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 2400 kJ di calore da un serbatoio a 725 °C e ne cede 729 kJ per ciclo. Trova la temperatura T_L del serbatoio freddo in °C.

Una macchina termica di Carnot riceve 50 kW di calore da una sorgente a 500 °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 -15 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 30 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.

Un frigorifero mantiene il vano freddo a 4 °C in una cucina a 32 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 1,5 kW. Trova il massimo coefficiente di prestazione possibile COP_max.