1.やさしい
熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 4900 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 3185 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。
QH = 4900 kJQL = 3185 kJ
η = %
解答つき熱機関と冷凍機ワークシート
2.やさしい
熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 1000 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 550 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。
QH = 1000 kJQL = 550 kJ
W = kJ
3.ふつう
可逆冷凍機が 3.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -30 °C に保ち、40 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇H を求めよ。
TL = -30 °CTH = 40 °CQ̇L = 3.5 kW
Q̇H = kW
4.ふつう
熱機関が 650 °C の高温熱源と 10 °C の低温熱源の間で働く。 可能な最大の熱効率 ηmax を求めよ。
TH = 650 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.むずかしい
冷蔵庫が、25 °C のキッチンで冷蔵室を 2 °C に保ち、冷蔵室から 2 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。
TH = 25 °CTL = 2 °CQ̇L = 2 kW
Ẇmin = kW
6.むずかしい
カルノー熱機関が 600 °C の熱源から 110 kW の熱を受け取り、25 °C の周囲へ熱を放出する。その仕事はすべてカルノー冷凍機を駆動し、冷凍機は -5 °C の冷凍庫から熱を取り除いて、同じく 25 °C の周囲へ熱を放出する。冷凍庫から熱を取り除く割合 Q̇L を求めよ。
TH = 600 °CT0 = 25 °CTL = -5 °CQ̇H = 110 kW
Q̇L = kW
解答
- 1. η = 35 %
- 2. W = 450 kJ
- 3. Q̇H = 4.508 kW
- 4. ηmax = 69.33 %
- 5. Ẇmin = 0.1672 kW
- 6. Q̇L = 647.5 kW
ステップごとの詳しい解答：このトピックは examproblems.com で練習できます。