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​ = 2900 kJQL​ = 2030 kJW

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 2900 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2030 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

QH = 2900 kJQL = 2030 kJ
η = %
2.やさしい
高温熱源低温熱源EQH​ = 900 kJQL​ = 540 kJW

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 900 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 540 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

QH = 900 kJQL = 540 kJ
η = %
3.ふつう
TH​ = 300 °CTL​ = ?EQH​ = 4300 kJQL​ = 2087 kJW

可逆(カルノー)熱機関が 1 サイクルあたり 300 °C の熱源から 4300 kJ の熱を受け取り、2087 kJ を放出する。低温熱源の温度 TL を °C で求めよ。

TH = 300 °CQH = 4300 kJQL = 2087 kJ
TL = °C
4.ふつう
TH​ = 775 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​W

熱機関が 775 °C の高温熱源と 40 °C の低温熱源の間で働く。 可能な最大の熱効率 ηmax を求めよ。

TH = 775 °CTL = 40 °C
ηmax = %
5.むずかしい
1150 °CTm​ = ?25 °CABWA​WB​

2 つのカルノー機関が直列に働く。機関 A は 1150 °C の熱源から熱を受け取り、温度 Tm 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、25 °C の熱源へ熱を放出する。 両方の機関の仕事は等しい。Tm を °C で求めよ。

TH = 1150 °CTL = 25 °C
Tm = °C
6.むずかしい
TH​ = 28 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3.5 kWẆ = ?

冷蔵庫が、28 °C のキッチンで冷蔵室を 4 °C に保ち、冷蔵室から 3.5 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 = 4 °CQ̇L = 3.5 kW
Ẇmin = kW

解答

  1. 1. η = 30 %
  2. 2. η = 40 %
  3. 3. TL = 5.028 °C
  4. 4. ηmax = 70.12 %
  5. 5. Tm = 587.5 °C
  6. 6. Ẇmin = 0.3031 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。