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。

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​ = 2000 kJQL​ = 1400 kJW = ?

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 2000 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1400 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 = 2000 kJQL = 1400 kJ
W = kJ
2.やさしい
キッチン冷蔵室RQ̇H​ = ?Q̇L​ = 3.99 kWẆ = 1.9 kW

冷蔵庫が冷蔵室から 3.99 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 1.9 kW の動力を使う。 キッチンへ放出する熱量 Q̇H を求めよ。

Q̇L = 3.99 kWẆ = 1.9 kW
Q̇H = kW
3.ふつう
TH​ = 800 °CTL​ = ?EQH​ = 4400 kJQL​ = 1325 kJW

可逆(カルノー)熱機関が 1 サイクルあたり 800 °C の熱源から 4400 kJ の熱を受け取り、1325 kJ を放出する。低温熱源の温度 TL を °C で求めよ。

TH = 800 °CQH = 4400 kJQL = 1325 kJ
TL = °C
4.ふつう
TH​ = 300 °CTL​ = ?EQH​ = 3400 kJQL​ = 1917 kJW

可逆(カルノー)熱機関が 1 サイクルあたり 300 °C の熱源から 3400 kJ の熱を受け取り、1917 kJ を放出する。低温熱源の温度 TL を °C で求めよ。

TH = 300 °CQH = 3400 kJQL = 1917 kJ
TL = °C
5.むずかしい
TH​ = 25 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3.5 kWẆ

冷蔵庫が、25 °C のキッチンで冷蔵室を -20 °C に保ち、冷蔵室から 3.5 kW の熱を取り除く。 可能な最大の成績係数 COPmax を求めよ。

TH = 25 °CTL = -20 °CQ̇L = 3.5 kW
COPmax =
6.むずかしい
TH​ = 21 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 5 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 5 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 = 7 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW

解答

  1. 1. W = 600 kJ
  2. 2. Q̇H = 5.89 kW
  3. 3. TL = 50.01 °C
  4. 4. TL = 50.01 °C
  5. 5. COPmax = 5.626
  6. 6. Ẇmin = 0.238 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。