解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 4800 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2880 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

成績係数 4.2 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 Q̇_L を求めよ。

熱機関が 400 °C の高温熱源と 5 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 3200 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

熱機関が 550 °C の高温熱源と 35 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 2900 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

カルノー熱機関が 400 °C の熱源から 170 kW の熱を受け取り、25 °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 -20 °C の冷凍庫から熱を取り除いて、同じく 25 °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。

ヒートポンプが、外気 7 °C のときに家を 21 °C に保ち、家に 5 kW の熱を供給する。 必要な最小入力動力 Ẇ_min を求めよ。