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
高温熱源低温熱源EQH​ = 3200 kJQL​ = 2080 kJW

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 3200 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2080 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

QH = 3200 kJQL = 2080 kJ
η = %
2.やさしい
高温熱源低温熱源EQH​ = 900 kJQL​ = 495 kJW = ?

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 900 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 495 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

QH = 900 kJQL = 495 kJ
W = kJ
3.ふつう
TH​ = 700 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

熱機関が 700 °C の高温熱源と 15 °C の低温熱源の間で働く。 可能な最大の熱効率 ηmax を求めよ。

TH = 700 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.ふつう
TH​ = 325 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

熱機関が 325 °C の高温熱源と 35 °C の低温熱源の間で働く。 可能な最大の熱効率 ηmax を求めよ。

TH = 325 °CTL = 35 °C
ηmax = %
5.むずかしい
600 °CTm​ = ?15 °CABWA​WB​

2 つのカルノー機関が直列に働く。機関 A は 600 °C の熱源から熱を受け取り、温度 Tm の中間熱源へ熱を放出する。機関 B はその熱をすべて受け取り、15 °C の熱源へ熱を放出する。 両方の機関の熱効率は等しい。Tm を °C で求めよ。

TH = 600 °CTL = 15 °C
Tm = °C
6.むずかしい
TH​ = 32 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 2.5 kWẆ = ?

冷蔵庫が、32 °C のキッチンで冷蔵室を 4 °C に保ち、冷蔵室から 2.5 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。

TH = 32 °CTL = 4 °CQ̇L = 2.5 kW
Ẇmin = kW

解答

  1. 1. η = 35 %
  2. 2. W = 405 kJ
  3. 3. ηmax = 70.39 %
  4. 4. ηmax = 48.48 %
  5. 5. Tm = 228.4 °C
  6. 6. Ẇmin = 0.2526 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。