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
高温熱源低温熱源EQH​ = 4200 kJQL​ = 2730 kJW = ?

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 4200 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2730 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

QH = 4200 kJQL = 2730 kJ
W = kJ
2.やさしい
高温熱源低温熱源EQH​ = 3300 kJQL​ = 2475 kJW = ?

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 3300 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2475 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

QH = 3300 kJQL = 2475 kJ
W = kJ
3.ふつう
TH​ = 30 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 1.5 kWẆ

可逆冷凍機が 1.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -25 °C に保ち、30 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇H を求めよ。

TL = -25 °CTH = 30 °CQ̇L = 1.5 kW
Q̇H = kW
4.ふつう
TH​ = 600 °CTL​ = ?EQH​ = 3900 kJQL​ = 1421 kJW

可逆(カルノー)熱機関が 1 サイクルあたり 600 °C の熱源から 3900 kJ の熱を受け取り、1421 kJ を放出する。低温熱源の温度 TL を °C で求めよ。

TH = 600 °CQH = 3900 kJQL = 1421 kJ
TL = °C
5.むずかしい
TH​ = 28 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3 kWẆ = ?

冷蔵庫が、28 °C のキッチンで冷蔵室を 2 °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 Ẇmin を求めよ。

TH = 28 °CTL = 2 °CQ̇L = 3 kW
Ẇmin = kW
6.むずかしい
TH​ = 20 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​Ẇ = ?

ヒートポンプが、外気 -10 °C のときに家を 20 °C に保ち、家に 10 kW の熱を供給する。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。

TH = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 10 kW
Ẇmin = kW

解答

  1. 1. W = 1470 kJ
  2. 2. W = 825 kJ
  3. 3. Q̇H = 1.832 kW
  4. 4. TL = 44.99 °C
  5. 5. Ẇmin = 0.2835 kW
  6. 6. Ẇmin = 1.023 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。