1.やさしい
成績係数 4.2 のヒートポンプが家に 16 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 = 4.2Q̇H = 16 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
冷蔵庫が冷蔵室から 7.59 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 2.3 kW の動力を使う。 キッチンへ放出する熱量 Q̇H を求めよ。
Q̇L = 7.59 kWẆ = 2.3 kW
Q̇H = kW
3.ふつう
熱機関が 425 °C の高温熱源と 30 °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 = 30 °C
ηmax = %
4.ふつう
可逆（カルノー）熱機関が 1 サイクルあたり 225 °C の熱源から 1000 kJ の熱を受け取り、568 kJ を放出する。低温熱源の温度 TL を °C で求めよ。
TH = 225 °CQH = 1000 kJQL = 568 kJ
TL = °C
5.むずかしい
カルノー熱機関が 600 °C の熱源から 10 kW の熱を受け取り、30 °C の周囲へ熱を放出する。その仕事はすべてカルノー冷凍機を駆動し、冷凍機は -5 °C の冷凍庫から熱を取り除いて、同じく 30 °C の周囲へ熱を放出する。冷凍庫から熱を取り除く割合 Q̇L を求めよ。
TH = 600 °CT0 = 30 °CTL = -5 °CQ̇H = 10 kW
Q̇L = kW
6.むずかしい
カルノー熱機関が 450 °C の熱源から 30 kW の熱を受け取り、25 °C の周囲へ熱を放出する。その仕事はすべてカルノー冷凍機を駆動し、冷凍機は -25 °C の冷凍庫から熱を取り除いて、同じく 25 °C の周囲へ熱を放出する。冷凍庫から熱を取り除く割合 Q̇L を求めよ。
TH = 450 °CT0 = 25 °CTL = -25 °CQ̇H = 30 kW
Q̇L = kW
解答
- 1. Ẇ = 3.81 kW
- 2. Q̇H = 9.89 kW
- 3. ηmax = 56.58 %
- 4. TL = 9.799 °C
- 5. Q̇L = 50.01 kW
- 6. Q̇L = 87.5 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。