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​ = 4100 kJQL​ = 2870 kJW

Una macchina termica assorbe 4100 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2870 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

QH = 4100 kJQL = 2870 kJ
η = %
2.Facile
caldaiaacqua di raffreddamentoEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 200 MW

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 200 MW con un rendimento termico del 35%. Trova la potenza termica in ingresso Q̇H fornita dal combustibile.

Ẇ = 200 MWη = 35%
Q̇H = MW
3.Media
TH​ = 600 °CTL​ = ?EQH​ = 3900 kJQL​ = 1309 kJW

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 3900 kJ di calore da un serbatoio a 600 °C e ne cede 1309 kJ per ciclo. Trova la temperatura TL del serbatoio freddo in °C.

TH = 600 °CQH = 3900 kJQL = 1309 kJ
TL = °C
4.Media
TH​ = 375 °CTL​ = 5 °CEQH​QL​W

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 375 °C e un serbatoio freddo a 5 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile ηmax.

TH = 375 °CTL = 5 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 30 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4,5 kWẆ

Un frigorifero mantiene il vano freddo a 4 °C in una cucina a 30 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 4,5 kW. Trova il massimo coefficiente di prestazione possibile COPmax.

TH = 30 °CTL = 4 °CQ̇L = 4,5 kW
COPmax =
6.Difficile
TH​ = 55 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 8 kWQ̇L​Ẇ = ?

Una pompa di calore fornisce 8 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 55 °C, prelevando calore da una sorgente a 5 °C. Il suo COP effettivo è il 40% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

TH = 55 °CTL = 5 °CηII = 40%Q̇H = 8 kW
Ẇ = kW

Soluzioni

  1. 1. η = 30 %
  2. 2. Q̇H = 571,4 MW
  3. 3. TL = 19,91 °C
  4. 4. ηmax = 57,09 %
  5. 5. COPmax = 10,66
  6. 6. Ẇ = 3,047 kW

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