解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

成績係数 4.9 のヒートポンプが家に 6.5 kW の熱を供給する。 外気から熱をくみ上げる割合 Q̇_L を求めよ。

冷蔵庫が冷蔵室から 1.86 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 0.6 kW の動力を使う。 成績係数 COP_R を求めよ。

熱機関が 375 °C の高温熱源と 30 °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。

可逆冷凍機が 8 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -5 °C に保ち、28 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇_H を求めよ。

2 つのカルノー機関が直列に働く。機関 A は 1050 °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、35 °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。

カルノー熱機関が 850 °C の熱源から 70 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 -10 °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。