解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

冷蔵庫が冷蔵室から 7 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 1 サイクルごとに高温熱源から 3100 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1705 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

可逆（カルノー）熱機関が 1 サイクルあたり 650 °C の熱源から 700 kJ の熱を受け取り、211 kJ を放出する。低温熱源の温度 T_L を °C で求めよ。

熱機関が 450 °C の高温熱源と 30 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 4600 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

カルノー熱機関が 800 °C の熱源から 70 kW の熱を受け取り、20 °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 -30 °C の冷凍庫から熱を取り除いて、同じく 20 °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。

ヒートポンプが、外気 -5 °C のときに家を 22 °C に保ち、家に 11 kW の熱を供給する。 必要な最小入力動力 Ẇ_min を求めよ。