Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 2200 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1650 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Un frigorifero sottrae calore al suo vano freddo con una potenza di 4,42 kW mentre il suo compressore assorbe 2,6 kW. Trova il suo coefficiente di prestazione COP_R.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 350 °C e cede calore all’ambiente a 10 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 27%. Trova il suo rendimento di secondo principio η_II, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 700 °C e cede calore all’ambiente a 30 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 38%. Trova il suo rendimento di secondo principio η_II, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

Una macchina termica di Carnot riceve 60 kW di calore da una sorgente a 550 °C e cede calore all’ambiente a 27 °C. Tutto il suo lavoro aziona un frigorifero di Carnot che sottrae calore a un congelatore a -20 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 27 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.

Una macchina termica assorbe 1200 kJ di calore da un serbatoio a 350 °C, produce 360 kJ di lavoro e cede il resto a un serbatoio a 35 °C, per ciclo. Trova l’entropia totale generata S_gen per ciclo.