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 5000 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 3250 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

冷蔵庫が冷蔵室から 6.6 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 2 kW の動力を使う。 成績係数 COP_R 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 325 °C の高温熱源と 20 °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 300 °C の熱源から 4200 kJ の熱を受け取り、1218 kJ の仕事をして、残りを 25 °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。

カルノー熱機関が 800 °C の熱源から 40 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 -5 °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 Q̇_L を求めよ。