1.Facile
Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 5 fornisce 16 kW di calore a una casa. Trova la potenza termica Q̇L che preleva dall’aria esterna.
COPHP = 5Q̇H = 16 kW
Q̇L = kW
Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni
2.Facile
Una macchina termica assorbe 900 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 540 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.
QH = 900 kJQL = 540 kJ
η = %
3.Media
Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 200 °C e un serbatoio freddo a 30 °C. Assorbe 3900 kJ di calore. Trova il massimo lavoro Wmax che potrebbe produrre.
TH = 200 °CTL = 30 °CQH = 3900 kJ
Wmax = kJ
4.Media
Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 800 kJ di calore da un serbatoio a 400 °C e ne cede 325 kJ per ciclo. Trova la temperatura TL del serbatoio freddo in °C.
TH = 400 °CQH = 800 kJQL = 325 kJ
TL = °C
5.Difficile
Una macchina termica assorbe 3000 kJ di calore da un serbatoio a 450 °C, produce 1230 kJ di lavoro e cede il resto a un serbatoio a 25 °C, per ciclo. Trova l’entropia totale generata Sgen per ciclo.
TH = 450 °CTL = 25 °CQH = 3000 kJW = 1230 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difficile
Un frigorifero mantiene il vano freddo a -10 °C in una cucina a 28 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 0,5 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇmin.
TH = 28 °CTL = -10 °CQ̇L = 0,5 kW
Ẇmin = kW
Soluzioni
- 1. Q̇L = 12,8 kW
- 2. η = 40 %
- 3. Wmax = 1401 kJ
- 4. TL = 0,3172 °C
- 5. Sgen = 1,788 kJ/K
- 6. Ẇmin = 0,0722 kW
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