解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 1200 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 900 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

成績係数 3.4 のヒートポンプが家に 12.5 kW の熱を供給する。 ヒートポンプが使う電力 Ẇ を求めよ。

熱機関が 675 °C の高温熱源と 10 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 1000 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

熱機関が 750 °C の熱源から熱を受け取り、40 °C の周囲へ熱を放出する。実際の熱効率は 42% である。第二法則効率（実際の効率とカルノー効率の比）η_II を求めよ。

2 つのカルノー機関が直列に働く。機関 A は 600 °C の熱源から熱を受け取り、温度 T_m の中間熱源へ熱を放出する。機関 B はその熱をすべて受け取り、10 °C の熱源へ熱を放出する。 両方の機関の仕事は等しい。T_m を °C で求めよ。

冷蔵庫が、32 °C のキッチンで冷蔵室を -20 °C に保ち、冷蔵室から 4 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇ_min を求めよ。