解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

無料で印刷できる熱機関と冷凍機のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
家外気HPQ̇H​ = 11 kWQ̇L​ = ?Ẇ

成績係数 4 のヒートポンプが家に 11 kW の熱を供給する。 外気から熱をくみ上げる割合 Q̇L を求めよ。

COPHP = 4Q̇H = 11 kW
Q̇L = kW
2.やさしい
キッチン冷蔵室RQ̇H​ = ?Q̇L​ = 5.61 kWẆ = 1.7 kW

冷蔵庫が冷蔵室から 5.61 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 1.7 kW の動力を使う。 キッチンへ放出する熱量 Q̇H を求めよ。

Q̇L = 5.61 kWẆ = 1.7 kW
Q̇H = kW
3.ふつう
TH​ = 575 °CTL​ = ?EQH​ = 2500 kJQL​ = 805 kJW

可逆(カルノー)熱機関が 1 サイクルあたり 575 °C の熱源から 2500 kJ の熱を受け取り、805 kJ を放出する。低温熱源の温度 TL を °C で求めよ。

TH = 575 °CQH = 2500 kJQL = 805 kJ
TL = °C
4.ふつう
TH​ = 750 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​W

熱機関が 750 °C の高温熱源と 30 °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 = 750 °CTL = 30 °C
ηmax = %
5.むずかしい
TH​ = 20 °CTL​ = -5 °CHPQ̇H​ = 8 kWQ̇L​Ẇ = ?

ヒートポンプが、外気 -5 °C のときに家を 20 °C に保ち、家に 8 kW の熱を供給する。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。

TH = 20 °CTL = -5 °CQ̇H = 8 kW
Ẇmin = kW
6.むずかしい
TH​ = 21 °CTL​ = -5 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ = ?

ヒートポンプが、外気 -5 °C のときに家を 21 °C に保ち、家に 12 kW の熱を供給する。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。

TH = 21 °CTL = -5 °CQ̇H = 12 kW
Ẇmin = kW

解答

  1. 1. Q̇L = 8.25 kW
  2. 2. Q̇H = 7.31 kW
  3. 3. TL = −0.0457 °C
  4. 4. ηmax = 70.37 %
  5. 5. Ẇmin = 0.6822 kW
  6. 6. Ẇmin = 1.061 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。