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 2200 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1210 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

発電所が熱効率 35% で正味出力 1000 MW を発生する。 冷却水へ放出される熱量 Q̇_L を求めよ。

可逆冷凍機が 4.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -5 °C に保ち、28 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇_H を求めよ。

熱機関が 500 °C の高温熱源と 40 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 1900 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

冷蔵庫が、35 °C のキッチンで冷蔵室を 5 °C に保ち、冷蔵室から 0.5 kW の熱を取り除く。 可能な最大の成績係数 COP_max を求めよ。

カルノー熱機関が 600 °C の熱源から 20 kW の熱を受け取り、30 °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 0 °C の冷凍庫から熱を取り除いて、同じく 30 °C の周囲へ熱を放出する。冷凍庫から熱を取り除く割合 Q̇_L を求めよ。