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。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

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​ = 9.5 kWQ̇L​Ẇ = ?

成績係数 3.8 のヒートポンプが家に 9.5 kW の熱を供給する。 ヒートポンプが使う電力 Ẇ を求めよ。

COPHP = 3.8Q̇H = 9.5 kW
Ẇ = kW
2.やさしい
ボイラー（炉）冷却水EQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 500 MW

発電所が熱効率 35% で正味出力 500 MW を発生する。 冷却水へ放出される熱量 Q̇L を求めよ。

Ẇ = 500 MWη = 35%
Q̇L = MW
3.ふつう
TH​ = 40 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 10 kWẆ

可逆冷凍機が 10 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -25 °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 = -25 °CTH = 40 °CQ̇L = 10 kW
Q̇H = kW
4.ふつう
TH​ = 425 °CTL​ = 5 °CEQH​QL​W

熱機関が 425 °C の高温熱源と 5 °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 = 425 °CTL = 5 °C
ηmax = %
5.むずかしい
TH​ = 32 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1 kWẆ = ?

冷蔵庫が、32 °C のキッチンで冷蔵室を -10 °C に保ち、冷蔵室から 1 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。

TH = 32 °CTL = -10 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW
6.むずかしい
TH​ = 21 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 15 kWQ̇L​Ẇ

ヒートポンプが、外気 7 °C のときに家を 21 °C に保ち、家に 15 kW の熱を供給する。 可能な最大の成績係数 COPmax を求めよ。

TH = 21 °CTL = 7 °CQ̇H = 15 kW
COPmax =

解答

  1. 1. Ẇ = 2.5 kW
  2. 2. Q̇L = 928.6 MW
  3. 3. Q̇H = 12.62 kW
  4. 4. ηmax = 60.16 %
  5. 5. Ẇmin = 0.1596 kW
  6. 6. COPmax = 21.01

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。