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 3000 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 1.33 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 0.7 kW の動力を使う。 キッチンへ放出する熱量 Q̇_H を求めよ。

熱機関が 675 °C の高温熱源と 30 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 4500 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 250 °C の高温熱源と 20 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 2800 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

2 つのカルノー機関が直列に働く。機関 A は 1100 °C の熱源から熱を受け取り、温度 T_m の中間熱源へ熱を放出する。機関 B はその熱をすべて受け取り、20 °C の熱源へ熱を放出する。 両方の機関の仕事は等しい。T_m を °C で求めよ。

冷蔵庫が、35 °C のキッチンで冷蔵室を 2 °C に保ち、冷蔵室から 2 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇ_min を求めよ。