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​ = 3100 kJQL​ = 1860 kJW = ?

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 3100 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1860 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 = 3100 kJQL = 1860 kJ
W = kJ
2.やさしい
高温熱源低温熱源EQH​ = 3800 kJQL​ = 2470 kJW = ?

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 3800 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2470 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 = 3800 kJQL = 2470 kJ
W = kJ
3.ふつう
TH​ = 725 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 3200 kJQL​W = ?

熱機関が 725 °C の高温熱源と 20 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 3200 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 Wmax を求めよ。

TH = 725 °CTL = 20 °CQH = 3200 kJ
Wmax = kJ
4.ふつう
TH​ = 300 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​η = 30%

熱機関が 300 °C の熱源から熱を受け取り、10 °C の周囲へ熱を放出する。実際の熱効率は 30% である。第二法則効率(実際の効率とカルノー効率の比)ηII を求めよ。

TH = 300 °CTL = 10 °Cη = 30%
ηII = %
5.むずかしい
TH​ = 28 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4.5 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 4.5 kW の熱を取り除く。 可能な最大の成績係数 COPmax を求めよ。

TH = 28 °CTL = 2 °CQ̇L = 4.5 kW
COPmax =
6.むずかしい
TH​ = 28 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1.5 kWẆ = ?

冷蔵庫が、28 °C のキッチンで冷蔵室を -25 °C に保ち、冷蔵室から 1.5 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 = -25 °CQ̇L = 1.5 kW
Ẇmin = kW

解答

  1. 1. W = 1240 kJ
  2. 2. W = 1330 kJ
  3. 3. Wmax = 2260 kJ
  4. 4. ηII = 59.29 %
  5. 5. COPmax = 10.58
  6. 6. Ẇmin = 0.3204 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。