解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

発電所が熱効率 55% で正味出力 300 MW を発生する。 燃料からの受熱量 Q̇_H を求めよ。

冷蔵庫が冷蔵室から 0.64 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 0.2 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 350 °C の熱源から熱を受け取り、25 °C の周囲へ熱を放出する。実際の熱効率は 34% 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。

熱機関が 500 °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 η_max を求めよ。

カルノー熱機関が 600 °C の熱源から 170 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 -10 °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。

ヒートポンプが 0 °C の熱源から熱をくみ上げ、45 °C の暖房システムに 12.5 kW の熱を供給する。実際の COP はこれらの温度間のカルノー COP の 55% である。使う電力 Ẇ を求めよ。