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
caldaiaacqua di raffreddamentoEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 400 MW

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 400 MW con un rendimento termico del 40%. Trova la potenza termica Q̇L ceduta all’acqua di raffreddamento.

Ẇ = 400 MWη = 40%
Q̇L = MW
2.Facile
cucinavano freddoRQ̇H​Q̇L​ = 0,36 kWẆ = 0,2 kW

Un frigorifero sottrae calore al suo vano freddo con una potenza di 0,36 kW mentre il suo compressore assorbe 0,2 kW. Trova il suo coefficiente di prestazione COPR.

Q̇L = 0,36 kWẆ = 0,2 kW
COPR =
3.Media
TH​ = 28 °CTL​ = -30 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 9 kWẆ

Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a -30 °C sottraendo 9 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 28 °C. Trova la potenza termica Q̇H che cede.

TL = -30 °CTH = 28 °CQ̇L = 9 kW
Q̇H = kW
4.Media
TH​ = 450 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​η = 30%

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 450 °C e cede calore all’ambiente a 20 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 30%. Trova il suo rendimento di secondo principio ηII, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

TH = 450 °CTL = 20 °Cη = 30%
ηII = %
5.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 8 kWQ̇L​Ẇ

Una pompa di calore mantiene una casa a 21 °C mentre fuori ci sono 2 °C, fornendo 8 kW di calore alla casa. Trova il massimo coefficiente di prestazione possibile COPmax.

TH = 21 °CTL = 2 °CQ̇H = 8 kW
COPmax =
6.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 7 kWQ̇L​Ẇ = ?

Una pompa di calore mantiene una casa a 20 °C mentre fuori ci sono 5 °C, fornendo 7 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.

TH = 20 °CTL = 5 °CQ̇H = 7 kW
Ẇmin = kW

Soluzioni

  1. 1. Q̇L = 600 MW
  2. 2. COPR = 1,8
  3. 3. Q̇H = 11,15 kW
  4. 4. ηII = 50,45 %
  5. 5. COPmax = 15,48
  6. 6. Ẇmin = 0,3582 kW

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