解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

成績係数 4.8 のヒートポンプが家に 4.5 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。

発電所が熱効率 55% で正味出力 500 MW を発生する。 冷却水へ放出される熱量 Q̇_L を求めよ。

熱機関が 250 °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。

熱機関が 275 °C の高温熱源と 30 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 4500 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

2 つのカルノー機関が直列に働く。機関 A は 950 °C の熱源から熱を受け取り、温度 T_m 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、30 °C の熱源へ熱を放出する。 両方の機関の熱効率は等しい。T_m を °C で求めよ。

ヒートポンプが、外気 2 °C のときに家を 20 °C に保ち、家に 10 kW の熱を供給する。 可能な最大の成績係数 COP_max を求めよ。