Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 750 MW con un rendimento termico del 38%. Trova la potenza termica in ingresso Q̇_H fornita dal combustibile.

Una macchina termica assorbe 600 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 360 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 375 °C e un serbatoio freddo a 35 °C. Assorbe 3700 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 500 °C e cede calore all’ambiente a 15 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 35%. Trova il suo rendimento di secondo principio η_II, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

Un frigorifero mantiene il vano freddo a 5 °C in una cucina a 30 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 3 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.

Una pompa di calore fornisce 15 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 45 °C, prelevando calore da una sorgente a 7 °C. Il suo COP effettivo è il 50% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.