解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 4600 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 3450 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

成績係数 2.8 のヒートポンプが家に 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 4 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 Q̇_H を求めよ。

熱機関が 325 °C の高温熱源と 5 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 2700 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

冷蔵庫が、32 °C のキッチンで冷蔵室を -20 °C に保ち、冷蔵室から 1 kW の熱を取り除く。 可能な最大の成績係数 COP_max を求めよ。

熱機関が 1 サイクルあたり 650 °C の熱源から 4000 kJ の熱を受け取り、1600 kJ の仕事をして、残りを 35 °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。