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
serbatoio caldoserbatoio freddoEQH​ = 2100 kJQL​ = 1260 kJW = ?

Una macchina termica assorbe 2100 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1260 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

QH = 2100 kJQL = 1260 kJ
W = kJ
2.Facile
serbatoio caldoserbatoio freddoEQH​ = 4300 kJQL​ = 2580 kJW

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 suo rendimento termico η.

QH = 4300 kJQL = 2580 kJ
η = %
3.Media
TH​ = 375 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 375 °C e un serbatoio freddo a 15 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile ηmax.

TH = 375 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.Media
TH​ = 375 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 375 °C e un serbatoio freddo a 10 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile ηmax.

TH = 375 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 12,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Una pompa di calore fornisce 12,5 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 21 °C, prelevando calore da una sorgente a 7 °C. Il suo COP effettivo è il 30% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

TH = 21 °CTL = 7 °CηII = 30%Q̇H = 12,5 kW
Ẇ = kW
6.Difficile
TH​ = 35 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​Q̇L​ = 0,5 kWẆ

Un frigorifero mantiene il vano freddo a -10 °C in una cucina a 35 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 0,5 kW. Trova il massimo coefficiente di prestazione possibile COPmax.

TH = 35 °CTL = -10 °CQ̇L = 0,5 kW
COPmax =

Soluzioni

  1. 1. W = 840 kJ
  2. 2. η = 40 %
  3. 3. ηmax = 55,54 %
  4. 4. ηmax = 56,31 %
  5. 5. Ẇ = 1,983 kW
  6. 6. COPmax = 5,848

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