1.やさしい
熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 3900 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2535 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。
QH = 3900 kJQL = 2535 kJ
W = kJ
解答つき熱機関と冷凍機ワークシート
2.やさしい
熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 1000 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 750 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。
QH = 1000 kJQL = 750 kJ
W = kJ
3.ふつう
熱機関が 250 °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 ηmax を求めよ。
TH = 250 °CTL = 30 °C
ηmax = %
4.ふつう
熱機関が 750 °C の高温熱源と 5 °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 = 5 °C
ηmax = %
5.むずかしい
カルノー熱機関が 450 °C の熱源から 80 kW の熱を受け取り、27 °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 -25 °C の冷凍庫から熱を取り除いて、同じく 27 °C の周囲へ熱を放出する。冷凍庫から熱を取り除く割合 Q̇L を求めよ。
TH = 450 °CT0 = 27 °CTL = -25 °CQ̇H = 80 kW
Q̇L = kW
6.むずかしい
ヒートポンプが、外気 -5 °C のときに家を 22 °C に保ち、家に 14 kW の熱を供給する。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。
TH = 22 °CTL = -5 °CQ̇H = 14 kW
Ẇmin = kW
解答
- 1. W = 1365 kJ
- 2. W = 250 kJ
- 3. ηmax = 42.05 %
- 4. ηmax = 72.81 %
- 5. Q̇L = 223.3 kW
- 6. Ẇmin = 1.281 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。