Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere gratuita e stampabile: 6 esercizi dal livello facile a quello d’esame, con le soluzioni. Stampala o salvala come PDF.

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Nome: ____________________   Data: ____________

1.Facile
serbatoio caldoserbatoio freddoEQH​ = 2900 kJQL​ = 1595 kJW = ?

Una macchina termica assorbe 2900 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1595 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

QH = 2900 kJQL = 1595 kJ
W = kJ
2.Facile
caldaiaacqua di raffreddamentoEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 1000 MW

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 1000 MW con un rendimento termico del 55%. Trova la potenza termica Q̇L ceduta all’acqua di raffreddamento.

Ẇ = 1000 MWη = 55%
Q̇L = MW
3.Media
TH​ = 325 °CTL​ = ?EQH​ = 4000 kJQL​ = 1960 kJW

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 4000 kJ di calore da un serbatoio a 325 °C e ne cede 1960 kJ per ciclo. Trova la temperatura TL del serbatoio freddo in °C.

TH = 325 °CQH = 4000 kJQL = 1960 kJ
TL = °C
4.Media
TH​ = 325 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​W

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 325 °C e un serbatoio freddo a 30 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile ηmax.

TH = 325 °CTL = 30 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = -5 °CHPQ̇H​ = 10,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Una pompa di calore fornisce 10,5 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 21 °C, prelevando calore da una sorgente a -5 °C. Il suo COP effettivo è il 30% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

TH = 21 °CTL = -5 °CηII = 30%Q̇H = 10,5 kW
Ẇ = kW
6.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​Ẇ

Una pompa di calore mantiene una casa a 20 °C mentre fuori ci sono 7 °C, fornendo 10 kW di calore alla casa. Trova il massimo coefficiente di prestazione possibile COPmax.

TH = 20 °CTL = 7 °CQ̇H = 10 kW
COPmax =

Soluzioni

  1. 1. W = 1305 kJ
  2. 2. Q̇L = 818,2 MW
  3. 3. TL = 19,94 °C
  4. 4. ηmax = 49,32 %
  5. 5. Ẇ = 3,094 kW
  6. 6. COPmax = 22,55

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