1.やさしい
成績係数 2.7 のヒートポンプが家に 18.5 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 = 2.7Q̇H = 18.5 kW
Ẇ = kW
解答つき熱機関と冷凍機ワークシート
2.やさしい
発電所が熱効率 30% で正味出力 300 MW を発生する。 燃料からの受熱量 Q̇H を求めよ。
Ẇ = 300 MWη = 30%
Q̇H = MW
3.ふつう
可逆冷凍機が 9 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -18 °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 = -18 °CTH = 40 °CQ̇L = 9 kW
Q̇H = kW
4.ふつう
熱機関が 500 °C の高温熱源と 30 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 2000 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 Wmax を求めよ。
TH = 500 °CTL = 30 °CQH = 2000 kJ
Wmax = kJ
5.むずかしい
冷蔵庫が、30 °C のキッチンで冷蔵室を -18 °C に保ち、冷蔵室から 4 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 = -18 °CQ̇L = 4 kW
Ẇmin = kW
6.むずかしい
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 2 kW の熱を取り除く。 可能な最大の成績係数 COPmax を求めよ。
TH = 32 °CTL = -10 °CQ̇L = 2 kW
COPmax =
解答
- 1. Ẇ = 6.852 kW
- 2. Q̇H = 1000 MW
- 3. Q̇H = 11.05 kW
- 4. Wmax = 1216 kJ
- 5. Ẇmin = 0.7525 kW
- 6. COPmax = 6.265
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。