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.

Per i docenti: gratuita da stampare, copiare e usare in classe. Ogni nuova scheda ha nuovi valori e le sue soluzioni. Un link a ExamProblems nella pagina del corso è molto apprezzato.

Nome: ____________________   Data: ____________

1.Facile
serbatoio caldoserbatoio freddoEQH​ = 2600 kJQL​ = 1950 kJW

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 suo rendimento termico η.

QH = 2600 kJQL = 1950 kJ
η = %
2.Facile
serbatoio caldoserbatoio freddoEQH​ = 3900 kJQL​ = 2145 kJW

Una macchina termica assorbe 3900 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2145 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

QH = 3900 kJQL = 2145 kJ
η = %
3.Media
TH​ = 700 °CTL​ = 5 °CEQH​ = 600 kJQL​W = ?

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 700 °C e un serbatoio freddo a 5 °C. Assorbe 600 kJ di calore. Trova il massimo lavoro Wmax che potrebbe produrre.

TH = 700 °CTL = 5 °CQH = 600 kJ
Wmax = kJ
4.Media
TH​ = 375 °CTL​ = 5 °CEQH​QL​W

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 375 °C e un serbatoio freddo a 5 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile ηmax.

TH = 375 °CTL = 5 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 600 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 700 kJQL​ = 378 kJW = 322 kJ

Una macchina termica assorbe 700 kJ di calore da un serbatoio a 600 °C, produce 322 kJ di lavoro e cede il resto a un serbatoio a 30 °C, per ciclo. Trova l’entropia totale generata Sgen per ciclo.

TH = 600 °CTL = 30 °CQH = 700 kJW = 322 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difficile
TH​ = 1000 °CT0​ = 30 °CTL​ = -20 °CERWQ̇H​ = 170 kWQ̇L​ = ?

Una macchina termica di Carnot riceve 170 kW di calore da una sorgente a 1000 °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 -20 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 30 °C. Trova la potenza termica Q̇L sottratta al congelatore.

TH = 1000 °CT0 = 30 °CTL = -20 °CQ̇H = 170 kW
Q̇L = kW

Soluzioni

  1. 1. η = 25 %
  2. 2. η = 45 %
  3. 3. Wmax = 428,5 kJ
  4. 4. ηmax = 57,09 %
  5. 5. Sgen = 0,4452 kJ/K
  6. 6. Q̇L = 655,8 kW

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