1.やさしい
熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 1300 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 715 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。
QH = 1300 kJQL = 715 kJ
η = %
解答つき熱機関と冷凍機ワークシート
2.やさしい
熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 4700 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 3290 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。
QH = 4700 kJQL = 3290 kJ
W = kJ
3.ふつう
熱機関が 775 °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 ηmax を求めよ。
TH = 775 °CTL = 10 °C
ηmax = %
4.ふつう
可逆冷凍機が 7 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -20 °C に保ち、30 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇H を求めよ。
TL = -20 °CTH = 30 °CQ̇L = 7 kW
Q̇H = kW
5.むずかしい
カルノー熱機関が 850 °C の熱源から 40 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 Q̇L を求めよ。
TH = 850 °CT0 = 30 °CTL = 0 °CQ̇H = 40 kW
Q̇L = kW
6.むずかしい
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. η = 45 %
- 2. W = 1410 kJ
- 3. ηmax = 72.99 %
- 4. Q̇H = 8.383 kW
- 5. Q̇L = 265.9 kW
- 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。