解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

発電所が熱効率 45% で正味出力 500 MW を発生する。 冷却水へ放出される熱量 Q̇_L を求めよ。

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 500 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 400 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

熱機関が 250 °C の高温熱源と 10 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 2300 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

可逆冷凍機が 2.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を 0 °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 1 サイクルあたり 450 °C の熱源から 1300 kJ の熱を受け取り、637 kJ の仕事をして、残りを 10 °C の熱源へ放出する。1 サイクルあたりの全エントロピー生成量 S_gen を求めよ。

ヒートポンプが、外気 2 °C のときに家を 21 °C に保ち、家に 4 kW の熱を供給する。 可能な最大の成績係数 COP_max を求めよ。