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
キッチン冷蔵室RQ̇H​Q̇L​ = 1.52 kWẆ = 0.4 kW

冷蔵庫が冷蔵室から 1.52 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。 成績係数 COPR を求めよ。

Q̇L = 1.52 kWẆ = 0.4 kW
COPR =
2.やさしい
キッチン冷蔵室RQ̇H​Q̇L​ = 1.44 kWẆ = 0.8 kW

冷蔵庫が冷蔵室から 1.44 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 0.8 kW の動力を使う。 成績係数 COPR を求めよ。

Q̇L = 1.44 kWẆ = 0.8 kW
COPR =
3.ふつう
TH​ = 28 °CTL​ = -20 °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 -20 °C に保ち、28 °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 = 28 °CQ̇L = 5.5 kW
Q̇H = kW
4.ふつう
TH​ = 425 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​W

熱機関が 425 °C の高温熱源と 40 °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 = 425 °CTL = 40 °C
ηmax = %
5.むずかしい
TH​ = 21 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 17 kWQ̇L​Ẇ = ?

ヒートポンプが 2 °C の熱源から熱をくみ上げ、21 °C の暖房システムに 17 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 50% である。使う電力 Ẇ を求めよ。

TH = 21 °CTL = 2 °CηII = 50%Q̇H = 17 kW
Ẇ = kW
6.むずかしい
TH​ = 28 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​Q̇L​ = 2.5 kWẆ = ?

冷蔵庫が、28 °C のキッチンで冷蔵室を -25 °C に保ち、冷蔵室から 2.5 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。

TH = 28 °CTL = -25 °CQ̇L = 2.5 kW
Ẇmin = kW

解答

  1. 1. COPR = 3.8
  2. 2. COPR = 1.8
  3. 3. Q̇H = 6.543 kW
  4. 4. ηmax = 55.15 %
  5. 5. Ẇ = 2.196 kW
  6. 6. Ẇmin = 0.534 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。