Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 3200 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2560 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 200 MW con un rendimento termico del 25%. Trova la potenza termica Q̇_L ceduta all’acqua di raffreddamento.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 650 °C e un serbatoio freddo a 30 °C. Assorbe 2900 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 350 °C e un serbatoio freddo a 15 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile η_max.

Una macchina termica di Carnot riceve 190 kW di calore da una sorgente a 450 °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.