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 3.78 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 0.9 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 3400 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2720 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

熱機関が 450 °C の高温熱源と 30 °C の低温熱源の間で働く。 可能な最大の熱効率 η_max を求めよ。

可逆冷凍機が 5.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -10 °C に保ち、40 °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 550 °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、15 °C の熱源へ熱を放出する。 両方の機関の熱効率は等しい。T_m を °C で求めよ。

カルノー熱機関が 900 °C の熱源から 10 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 -10 °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。