解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

発電所が熱効率 33% で正味出力 500 MW を発生する。 冷却水へ放出される熱量 Q̇_L を求めよ。

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 3400 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2550 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

可逆冷凍機が 10 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -5 °C に保ち、30 °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 400 °C の高温熱源と 5 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 3700 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 1000 °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、25 °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。

熱機関が 1 サイクルあたり 400 °C の熱源から 2700 kJ の熱を受け取り、891 kJ の仕事をして、残りを 30 °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。