Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Un frigorifero sottrae calore al suo vano freddo con una potenza di 3,42 kW mentre il suo compressore assorbe 0,9 kW. Trova il suo coefficiente di prestazione COP_R.

Una macchina termica assorbe 2700 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 1755 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il suo rendimento termico η.

Un frigorifero reversibile mantiene una cella frigorifera a -18 °C sottraendo 10 kW di calore, e cede calore all’ambiente a 25 °C. Trova la potenza termica Q̇_H che cede.

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 500 kJ di calore da un serbatoio a 625 °C e ne cede 158 kJ per ciclo. Trova la temperatura T_L del serbatoio freddo in °C.

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 25 °C. Entrambe le macchine producono lo stesso lavoro. Trova T_m in °C.

Una pompa di calore fornisce 9,5 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 22 °C, prelevando calore da una sorgente a -10 °C. Il suo COP effettivo è il 35% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.