Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 3700 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2775 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 300 MW con un rendimento termico del 45%. Trova la potenza termica Q̇_L ceduta all’acqua di raffreddamento.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 500 °C e un serbatoio freddo a 20 °C. Assorbe 1200 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 400 °C e cede calore all’ambiente a 20 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 34%. Trova il suo rendimento di secondo principio η_II, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

Una pompa di calore fornisce 19,5 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 21 °C, prelevando calore da una sorgente a 0 °C. Il suo COP effettivo è il 60% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

Un frigorifero mantiene il vano freddo a -18 °C in una cucina a 30 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 4,5 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.