Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Un frigorifero sottrae calore al suo vano freddo con una potenza di 5,32 kW mentre il suo compressore assorbe 2,8 kW. Trova il suo coefficiente di prestazione COP_R.

Una centrale elettrica eroga una potenza netta di 300 MW con un rendimento termico del 33%. Trova la potenza termica Q̇_L ceduta all’acqua di raffreddamento.

Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a 0 °C sottraendo 1 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 20 °C. Trova la potenza termica Q̇_H che cede.

Una macchina termica lavora tra un serbatoio caldo a 650 °C e un serbatoio freddo a 15 °C. Assorbe 4900 kJ di calore. Trova il massimo lavoro W_max che potrebbe produrre.

Una macchina termica di Carnot riceve 20 kW di calore da una sorgente a 650 °C e cede calore all’ambiente a 27 °C. Tutto il suo lavoro aziona un frigorifero di Carnot che sottrae calore a un congelatore a -5 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 27 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.

Una pompa di calore fornisce 18 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 55 °C, prelevando calore da una sorgente a -5 °C. Il suo COP effettivo è il 45% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.