1.Facile
Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 4,4 fornisce 16,5 kW di calore a una casa. Trova la potenza termica Q̇L che preleva dall’aria esterna.
COPHP = 4,4Q̇H = 16,5 kW
Q̇L = kW
Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni
2.Facile
Una macchina termica assorbe 1300 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 715 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.
QH = 1300 kJQL = 715 kJ
W = kJ
3.Media
Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 4200 kJ di calore da un serbatoio a 525 °C e ne cede 1674 kJ per ciclo. Trova la temperatura TL del serbatoio freddo in °C.
TH = 525 °CQH = 4200 kJQL = 1674 kJ
TL = °C
4.Media
Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 550 °C e un serbatoio freddo a 20 °C. Trova il massimo rendimento termico possibile ηmax.
TH = 550 °CTL = 20 °C
ηmax = %
5.Difficile
Una pompa di calore fornisce 15,5 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 21 °C, prelevando calore da una sorgente a 2 °C. Il suo COP effettivo è il 45% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.
TH = 21 °CTL = 2 °CηII = 45%Q̇H = 15,5 kW
Ẇ = kW
6.Difficile
Un frigorifero mantiene il vano freddo a -18 °C in una cucina a 30 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 1 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.
TH = 30 °CTL = -18 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW
Soluzioni
- 1. Q̇L = 12,75 kW
- 2. W = 585 kJ
- 3. TL = 44,97 °C
- 4. ηmax = 64,39 %
- 5. Ẇ = 2,225 kW
- 6. Ẇmin = 0,1881 kW
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