1.Facile
Una macchina termica assorbe 2200 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1650 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.
QH = 2200 kJQL = 1650 kJ
η = %
Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni
2.Facile
Un frigorifero sottrae calore al suo vano freddo con una potenza di 7,48 kW mentre il suo compressore assorbe 2,2 kW. Trova la potenza termica Q̇H che cede alla cucina.
Q̇L = 7,48 kWẆ = 2,2 kW
Q̇H = kW
3.Media
Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 200 °C e un serbatoio freddo a 20 °C. Assorbe 2900 kJ di calore. Trova il massimo lavoro Wmax che potrebbe produrre.
TH = 200 °CTL = 20 °CQH = 2900 kJ
Wmax = kJ
4.Media
Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 500 °C e cede calore all’ambiente a 10 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 41%. Trova il suo rendimento di secondo principio ηII, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.
TH = 500 °CTL = 10 °Cη = 41%
ηII = %
5.Difficile
Una pompa di calore mantiene una casa a 21 °C mentre fuori ci sono 0 °C, fornendo 14 kW di calore alla casa. Trova il massimo coefficiente di prestazione possibile COPmax.
TH = 21 °CTL = 0 °CQ̇H = 14 kW
COPmax =
6.Difficile
Una pompa di calore mantiene una casa a 21 °C mentre fuori ci sono -5 °C, fornendo 11 kW di calore alla casa. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.
TH = 21 °CTL = -5 °CQ̇H = 11 kW
Ẇmin = kW
Soluzioni
- 1. η = 25 %
- 2. Q̇H = 9,68 kW
- 3. Wmax = 1103 kJ
- 4. ηII = 64,69 %
- 5. COPmax = 14,01
- 6. Ẇmin = 0,9723 kW
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