解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

冷蔵庫が冷蔵室から 4.1 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。 成績係数 COP_R を求めよ。

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 2300 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1840 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

熱機関が 200 °C の高温熱源と 10 °C の低温熱源の間で働く。 可能な最大の熱効率 η_max を求めよ。

熱機関が 275 °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 η_max を求めよ。

冷蔵庫が、30 °C のキッチンで冷蔵室を -18 °C に保ち、冷蔵室から 3 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇ_min を求めよ。

カルノー熱機関が 450 °C の熱源から 140 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 -20 °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 Q̇_L を求めよ。