Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 3400 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2040 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 750 MW con un rendimento termico del 42%. Trova la potenza termica Q̇_L ceduta all’acqua di raffreddamento.

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 macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 275 °C e un serbatoio freddo a 10 °C. Assorbe 4500 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Un frigorifero mantiene il vano freddo a 5 °C in una cucina a 32 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 5 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.

Una macchina termica assorbe 3400 kJ di calore da un serbatoio a 500 °C, produce 1020 kJ di lavoro e cede il resto a un serbatoio a 30 °C, per ciclo. Trova l’entropia totale generata S_gen per ciclo.