Scheda di esercizi di Macchine termiche e frigorifere con soluzioni

Un frigorifero sottrae calore al suo vano freddo con una potenza di 2,55 kW mentre il suo compressore assorbe 1,5 kW. Trova il suo coefficiente di prestazione COP_R.

Una pompa di calore con un coefficiente di prestazione di 3,7 fornisce 4 kW di calore a una casa. Trova la potenza elettrica Ẇ che assorbe.

Una macchina termica reversibile (di Carnot) assorbe 2700 kJ di calore da un serbatoio a 600 °C e ne cede 999 kJ per ciclo. Trova la temperatura T_L del serbatoio freddo in °C.

Una macchina termica riceve calore da una sorgente a 500 °C e cede calore all’ambiente a 25 °C. Il suo rendimento termico effettivo è del 37%. Trova il suo rendimento di secondo principio η_II, il rapporto tra il rendimento effettivo e il rendimento di Carnot.

Un frigorifero mantiene il vano freddo a -18 °C in una cucina a 25 °C, sottraendo calore dal vano freddo a 2,5 kW. Trova la potenza minima in ingresso Ẇ_min.

Una macchina termica di Carnot riceve 80 kW di calore da una sorgente a 950 °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 -25 °C e cede anch’esso calore all’ambiente a 27 °C. Trova la potenza termica Q̇_L sottratta al congelatore.