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。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

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
家外気HPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​ = ?Ẇ

成績係数 2.8 のヒートポンプが家に 10 kW の熱を供給する。 外気から熱をくみ上げる割合 Q̇L を求めよ。

COPHP = 2.8Q̇H = 10 kW
Q̇L = kW
2.やさしい
家外気HPQ̇H​ = 11.5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

成績係数 3.2 のヒートポンプが家に 11.5 kW の熱を供給する。 外気から熱をくみ上げる割合 Q̇L を求めよ。

COPHP = 3.2Q̇H = 11.5 kW
Q̇L = kW
3.ふつう
TH​ = 750 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

熱機関が 750 °C の高温熱源と 15 °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 = 750 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.ふつう
TH​ = 725 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 3500 kJQL​W = ?

熱機関が 725 °C の高温熱源と 20 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 3500 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 Wmax を求めよ。

TH = 725 °CTL = 20 °CQH = 3500 kJ
Wmax = kJ
5.むずかしい
TH​ = 800 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 3700 kJQL​ = 1554 kJW = 2146 kJ

熱機関が 1 サイクルあたり 800 °C の熱源から 3700 kJ の熱を受け取り、2146 kJ の仕事をして、残りを 20 °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 Sgen を求めよ。

TH = 800 °CTL = 20 °CQH = 3700 kJW = 2146 kJ
Sgen = kJ/K
6.むずかしい
TH​ = 28 °CTL​ = -18 °CRQ̇H​Q̇L​ = 2.5 kWẆ = ?

冷蔵庫が、28 °C のキッチンで冷蔵室を -18 °C に保ち、冷蔵室から 2.5 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 = -18 °CQ̇L = 2.5 kW
Ẇmin = kW

解答

  1. 1. Q̇L = 6.429 kW
  2. 2. Q̇L = 7.906 kW
  3. 3. ηmax = 71.84 %
  4. 4. Wmax = 2472 kJ
  5. 5. Sgen = 1.853 kJ/K
  6. 6. Ẇmin = 0.4507 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。