Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 4300 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2580 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 4,5 fornisce 10,5 kW di calore a una casa. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 4800 kJ di calore da un serbatoio a 275 °C e ne cede 2742 kJ per ciclo. Trova la temperatura T_L del serbatoio freddo in °C.

Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a -5 °C sottraendo 6 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 28 °C. Trova la potenza termica Q̇_H che cede.

Una macchina termica di Carnot riceve 110 kW di calore da una sorgente a 1000 °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.

Due macchine di Carnot lavorano in serie. La macchina A riceve calore da un serbatoio a 1050 °C e cede calore a un serbatoio intermedio alla temperatura T_m. La macchina B assorbe tutto quel calore e cede calore a un serbatoio a 35 °C. Entrambe le macchine hanno lo stesso rendimento termico. Trova T_m in °C.