解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

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 1540 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

発電所が熱効率 45% で正味出力 400 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 600 °C の高温熱源と 30 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 4300 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

熱機関が 650 °C の高温熱源と 35 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 900 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

カルノー熱機関が 700 °C の熱源から 60 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 0 °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、外気 -5 °C のときに家を 21 °C に保ち、家に 13 kW の熱を供給する。 可能な最大の成績係数 COP_max を求めよ。