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。

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
キッチン冷蔵室RQ̇H​ = ?Q̇L​ = 2.88 kWẆ = 0.8 kW

冷蔵庫が冷蔵室から 2.88 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 0.8 kW の動力を使う。 キッチンへ放出する熱量 Q̇H を求めよ。

Q̇L = 2.88 kWẆ = 0.8 kW
Q̇H = kW
2.やさしい
家外気HPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​Ẇ = ?

成績係数 4.9 のヒートポンプが家に 10 kW の熱を供給する。 ヒートポンプが使う電力 Ẇ を求めよ。

COPHP = 4.9Q̇H = 10 kW
Ẇ = kW
3.ふつう
TH​ = 325 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 4200 kJQL​W = ?

熱機関が 325 °C の高温熱源と 25 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 4200 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 Wmax を求めよ。

TH = 325 °CTL = 25 °CQH = 4200 kJ
Wmax = kJ
4.ふつう
TH​ = 30 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 2 kWẆ

可逆冷凍機が 2 kW の熱を取り除いて冷蔵室を 4 °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 = 4 °CTH = 30 °CQ̇L = 2 kW
Q̇H = kW
5.むずかしい
TH​ = 21 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 15 kWQ̇L​Ẇ = ?

ヒートポンプが、外気 -10 °C のときに家を 21 °C に保ち、家に 15 kW の熱を供給する。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。

TH = 21 °CTL = -10 °CQ̇H = 15 kW
Ẇmin = kW
6.むずかしい
TH​ = 35 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4 kWẆ = ?

冷蔵庫が、35 °C のキッチンで冷蔵室を 4 °C に保ち、冷蔵室から 4 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。

TH = 35 °CTL = 4 °CQ̇L = 4 kW
Ẇmin = kW

解答

  1. 1. Q̇H = 3.68 kW
  2. 2. Ẇ = 2.041 kW
  3. 3. Wmax = 2106 kJ
  4. 4. Q̇H = 2.188 kW
  5. 5. Ẇmin = 1.581 kW
  6. 6. Ẇmin = 0.4474 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。