Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Una macchina termica assorbe 4900 kJ di calore da un serbatoio caldo e ne cede 2940 kJ a un serbatoio freddo in ogni ciclo. Trova il lavoro netto W prodotto per ciclo.

Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 4,1 fornisce 9,5 kW di calore a una casa. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 600 kJ di calore da un serbatoio a 725 °C e ne cede 188 kJ per ciclo. Trova la temperatura T_L del serbatoio freddo in °C.

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 1900 kJ di calore da un serbatoio a 375 °C e ne cede 962 kJ per ciclo. Trova la temperatura T_L del serbatoio freddo in °C.

Una pompa di calore fornisce 17 kW di calore a un impianto di riscaldamento a 55 °C, prelevando calore da una sorgente a -10 °C. Il suo COP effettivo è il 30% del COP di Carnot tra queste temperature. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

Una macchina termica di Carnot riceve 80 kW di calore da una sorgente a 1000 °C e cede calore all’ambiente a 30 °C. Tutto il suo lavoro aziona un frigorifero di Carnot che sottrae calore a un congelatore a -30 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 30 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.