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
高温熱源低温熱源EQH​ = 900 kJQL​ = 495 kJW = ?

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 900 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 495 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 = 900 kJQL = 495 kJ
W = kJ
2.やさしい
キッチン冷蔵室RQ̇H​ = ?Q̇L​ = 1.48 kWẆ = 0.4 kW

冷蔵庫が冷蔵室から 1.48 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 0.4 kW の動力を使う。 キッチンへ放出する熱量 Q̇H を求めよ。

Q̇L = 1.48 kWẆ = 0.4 kW
Q̇H = kW
3.ふつう
TH​ = 625 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

熱機関が 625 °C の高温熱源と 15 °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 = 625 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.ふつう
TH​ = 35 °CTL​ = -30 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 5.5 kWẆ

可逆冷凍機が 5.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -30 °C に保ち、35 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇H を求めよ。

TL = -30 °CTH = 35 °CQ̇L = 5.5 kW
Q̇H = kW
5.むずかしい
TH​ = 30 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4.5 kWẆ = ?

冷蔵庫が、30 °C のキッチンで冷蔵室を 4 °C に保ち、冷蔵室から 4.5 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。

TH = 30 °CTL = 4 °CQ̇L = 4.5 kW
Ẇmin = kW
6.むずかしい
TH​ = 35 °CTL​ = -18 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1 kWẆ = ?

冷蔵庫が、35 °C のキッチンで冷蔵室を -18 °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 = 35 °CTL = -18 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW

解答

  1. 1. W = 405 kJ
  2. 2. Q̇H = 1.88 kW
  3. 3. ηmax = 67.92 %
  4. 4. Q̇H = 6.97 kW
  5. 5. Ẇmin = 0.4222 kW
  6. 6. Ẇmin = 0.2077 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。