解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

発電所が熱効率 35% で正味出力 100 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 3200 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2080 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

可逆（カルノー）熱機関が 1 サイクルあたり 325 °C の熱源から 4200 kJ の熱を受け取り、2199 kJ を放出する。低温熱源の温度 T_L を °C で求めよ。

熱機関が 500 °C の熱源から熱を受け取り、25 °C の周囲へ熱を放出する。実際の熱効率は 46% である。第二法則効率（実際の効率とカルノー効率の比）η_II を求めよ。

カルノー熱機関が 500 °C の熱源から 160 kW の熱を受け取り、20 °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 -15 °C の冷凍庫から熱を取り除いて、同じく 20 °C の周囲へ熱を放出する。冷凍庫から熱を取り除く割合 Q̇_L を求めよ。

ヒートポンプが 2 °C の熱源から熱をくみ上げ、35 °C の暖房システムに 19.5 kW の熱を供給する。実際の COP はこれらの温度間のカルノー COP の 40% である。使う電力 Ẇ を求めよ。