1.Facile
Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 2,9 fornisce 4 kW di calore a una casa. Trova la potenza termica Q̇L che preleva dall’aria esterna.
COPHP = 2,9Q̇H = 4 kW
Q̇L = kW
Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni
2.Facile
Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 4,3 fornisce 6,5 kW di calore a una casa. Trova la potenza termica Q̇L che preleva dall’aria esterna.
COPHP = 4,3Q̇H = 6,5 kW
Q̇L = kW
3.Media
Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 2400 kJ di calore da un serbatoio a 450 °C e ne cede 1089 kJ per ciclo. Trova la temperatura TL del serbatoio freddo in °C.
TH = 450 °CQH = 2400 kJQL = 1089 kJ
TL = °C
4.Media
Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 625 °C e un serbatoio freddo a 5 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile ηmax.
TH = 625 °CTL = 5 °C
ηmax = %
5.Difficile
Una macchina termica assorbe 2600 kJ di calore da un serbatoio a 450 °C, produce 1118 kJ di lavoro e cede il resto a un serbatoio a 10 °C, per ciclo. Trova l’entropia totale generata Sgen per ciclo.
TH = 450 °CTL = 10 °CQH = 2600 kJW = 1118 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difficile
Una pompa di calore mantiene una casa a 21 °C mentre fuori ci sono 7 °C, fornendo 4 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.
TH = 21 °CTL = 7 °CQ̇H = 4 kW
Ẇmin = kW
Soluzioni
- 1. Q̇L = 2,621 kW
- 2. Q̇L = 4,988 kW
- 3. TL = 54,98 °C
- 4. ηmax = 69,03 %
- 5. Sgen = 1,639 kJ/K
- 6. Ẇmin = 0,1904 kW
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