Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 2,7 fornisce 12,5 kW di calore a una casa. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

Un frigorifero sottrae calore al suo vano freddo con una potenza di 3,74 kW mentre il suo compressore assorbe 1,1 kW. Trova il suo coefficiente di prestazione COP_R.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 500 °C e un serbatoio freddo a 15 °C. Assorbe 1100 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 450 °C e cede calore all’ambiente a 40 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 31%. Trova il suo rendimento di secondo principio η_II, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

Una pompa di calore mantiene una casa a 21 °C mentre fuori ci sono -5 °C, fornendo 9 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.

Una macchina termica di Carnot riceve 40 kW di calore da una sorgente a 850 °C e cede calore all’ambiente a 20 °C. Tutto il suo lavoro aziona un frigorifero di Carnot che sottrae calore a un congelatore a -25 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 20 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.