解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

発電所が熱効率 38% で正味出力 400 MW を発生する。 燃料からの受熱量 Q̇_H を求めよ。

成績係数 3.4 のヒートポンプが家に 9.5 kW の熱を供給する。 ヒートポンプが使う電力 Ẇ を求めよ。

可逆冷凍機が 1.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -5 °C に保ち、20 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇_H を求めよ。

熱機関が 400 °C の高温熱源と 10 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 800 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

2 つのカルノー機関が直列に働く。機関 A は 750 °C の熱源から熱を受け取り、温度 T_m の中間熱源へ熱を放出する。機関 B はその熱をすべて受け取り、35 °C の熱源へ熱を放出する。 両方の機関の仕事は等しい。T_m を °C で求めよ。

ヒートポンプが、外気 -5 °C のときに家を 21 °C に保ち、家に 13 kW の熱を供給する。 必要な最小入力動力 Ẇ_min を求めよ。