解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

成績係数 3.9 のヒートポンプが家に 10 kW の熱を供給する。 ヒートポンプが使う電力 Ẇ を求めよ。

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 3900 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2730 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

熱機関が 200 °C の高温熱源と 40 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 700 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

熱機関が 350 °C の高温熱源と 10 °C の低温熱源の間で働く。 可能な最大の熱効率 η_max を求めよ。

熱機関が 1 サイクルあたり 450 °C の熱源から 3700 kJ の熱を受け取り、1036 kJ の仕事をして、残りを 40 °C の熱源へ放出する。1 サイクルあたりの全エントロピー生成量 S_gen を求めよ。

冷蔵庫が、28 °C のキッチンで冷蔵室を -18 °C に保ち、冷蔵室から 3 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇ_min を求めよ。