解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

成績係数 4.7 のヒートポンプが家に 13 kW の熱を供給する。 ヒートポンプが使う電力 Ẇ を求めよ。

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 3700 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2405 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

熱機関が 700 °C の高温熱源と 20 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 600 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 700 °C の高温熱源と 25 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 2100 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 750 °C の熱源から 140 kW の熱を受け取り、25 °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 25 °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。

冷蔵庫が、32 °C のキッチンで冷蔵室を 2 °C に保ち、冷蔵室から 4 kW の熱を取り除く。 可能な最大の成績係数 COP_max を求めよ。