Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 3,1 fornisce 17,5 kW di calore a una casa. Trova la potenza termica Q̇_L che preleva dall’aria esterna.

Una macchina termica assorbe 4700 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 3525 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 475 °C e un serbatoio freddo a 10 °C. Assorbe 3600 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a 4 °C sottraendo 1 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 30 °C. Trova la potenza termica Q̇_H che cede.

Un frigorifero mantiene il vano freddo a -10 °C in una cucina a 32 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 0,5 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.

Due macchine di Carnot lavorano in serie. La macchina A riceve calore da un serbatoio a 1200 °C e cede calore a un serbatoio intermedio alla temperatura T_m. La macchina B assorbe tutto quel calore e cede calore a un serbatoio a 35 °C. Entrambe le macchine hanno lo stesso rendimento termico. Trova T_m in °C.