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 1760 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

発電所が熱効率 25% で正味出力 400 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 6 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -25 °C に保ち、25 °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 625 °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 η_max を求めよ。

冷蔵庫が、30 °C のキッチンで冷蔵室を -25 °C に保ち、冷蔵室から 3 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇ_min を求めよ。

ヒートポンプが、外気 5 °C のときに家を 20 °C に保ち、家に 14 kW の熱を供給する。 可能な最大の成績係数 COP_max を求めよ。