1.やさしい
発電所が熱効率 35% で正味出力 750 MW を発生する。 燃料からの受熱量 Q̇H を求めよ。
Ẇ = 750 MWη = 35%
Q̇H = MW
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 3900 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2730 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。
QH = 3900 kJQL = 2730 kJ
η = %
3.ふつう
可逆冷凍機が 6.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -20 °C に保ち、30 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇H を求めよ。
TL = -20 °CTH = 30 °CQ̇L = 6.5 kW
Q̇H = kW
4.ふつう
可逆冷凍機が 4.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -25 °C に保ち、30 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇H を求めよ。
TL = -25 °CTH = 30 °CQ̇L = 4.5 kW
Q̇H = kW
5.むずかしい
熱機関が 1 サイクルあたり 450 °C の熱源から 4200 kJ の熱を受け取り、1470 kJ の仕事をして、残りを 25 °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 = 450 °CTL = 25 °CQH = 4200 kJW = 1470 kJ
Sgen = kJ/K
6.むずかしい
ヒートポンプが、外気 0 °C のときに家を 20 °C に保ち、家に 15 kW の熱を供給する。 可能な最大の成績係数 COPmax を求めよ。
TH = 20 °CTL = 0 °CQ̇H = 15 kW
COPmax =
解答
- 1. Q̇H = 2143 MW
- 2. η = 30 %
- 3. Q̇H = 7.784 kW
- 4. Q̇H = 5.497 kW
- 5. Sgen = 3.349 kJ/K
- 6. COPmax = 14.66
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。