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
ボイラー(炉)冷却水EQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 50 MW

発電所が熱効率 35% で正味出力 50 MW を発生する。 冷却水へ放出される熱量 Q̇L を求めよ。

Ẇ = 50 MWη = 35%
Q̇L = MW
2.やさしい
高温熱源低温熱源EQH​ = 2800 kJQL​ = 1820 kJW

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 2800 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1820 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

QH = 2800 kJQL = 1820 kJ
η = %
3.ふつう
TH​ = 450 °CTL​ = 5 °CEQH​ = 4600 kJQL​W = ?

熱機関が 450 °C の高温熱源と 5 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 4600 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 Wmax を求めよ。

TH = 450 °CTL = 5 °CQH = 4600 kJ
Wmax = kJ
4.ふつう
TH​ = 425 °CTL​ = ?EQH​ = 3500 kJQL​ = 1595 kJW

可逆(カルノー)熱機関が 1 サイクルあたり 425 °C の熱源から 3500 kJ の熱を受け取り、1595 kJ を放出する。低温熱源の温度 TL を °C で求めよ。

TH = 425 °CQH = 3500 kJQL = 1595 kJ
TL = °C
5.むずかしい
TH​ = 25 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3.5 kWẆ = ?

冷蔵庫が、25 °C のキッチンで冷蔵室を 4 °C に保ち、冷蔵室から 3.5 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。

TH = 25 °CTL = 4 °CQ̇L = 3.5 kW
Ẇmin = kW
6.むずかしい
TH​ = 30 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​Q̇L​ = 5 kWẆ

冷蔵庫が、30 °C のキッチンで冷蔵室を 2 °C に保ち、冷蔵室から 5 kW の熱を取り除く。 可能な最大の成績係数 COPmax を求めよ。

TH = 30 °CTL = 2 °CQ̇L = 5 kW
COPmax =

解答

  1. 1. Q̇L = 92.86 MW
  2. 2. η = 35 %
  3. 3. Wmax = 2831 kJ
  4. 4. TL = 45.01 °C
  5. 5. Ẇmin = 0.2652 kW
  6. 6. COPmax = 9.827

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。