Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 3,4 fornisce 12,5 kW di calore a una casa. Trova la potenza termica Q̇_L che preleva dall’aria esterna.

Una macchina termica assorbe 1400 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 840 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 300 °C e un serbatoio freddo a 35 °C. Assorbe 800 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 900 °C e cede calore all’ambiente a 15 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 30%. Trova il suo rendimento di secondo principio η_II, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

Due macchine di Carnot lavorano in serie. La macchina A riceve calore da un serbatoio a 1150 °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 40 °C. Entrambe le macchine hanno lo stesso rendimento termico. Trova T_m in °C.

Due macchine di Carnot lavorano in serie. La macchina A riceve calore da un serbatoio a 550 °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 producono lo stesso lavoro. Trova T_m in °C.