解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

成績係数 5 のヒートポンプが家に 7 kW の熱を供給する。 ヒートポンプが使う電力 Ẇ を求めよ。

冷蔵庫が冷蔵室から 1.7 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 1 kW の動力を使う。 キッチンへ放出する熱量 Q̇_H を求めよ。

熱機関が 200 °C の高温熱源と 25 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 900 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 600 °C の熱源から熱を受け取り、40 °C の周囲へ熱を放出する。実際の熱効率は 26% である。第二法則効率（実際の効率とカルノー効率の比）η_II を求めよ。

カルノー熱機関が 550 °C の熱源から 10 kW の熱を受け取り、30 °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 30 °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。

冷蔵庫が、28 °C のキッチンで冷蔵室を 4 °C に保ち、冷蔵室から 1 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇ_min を求めよ。