解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

発電所が熱効率 42% で正味出力 600 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 1 サイクルごとに高温熱源から 2400 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1440 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

可逆冷凍機が 2.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -30 °C に保ち、20 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇_H を求めよ。

熱機関が 700 °C の高温熱源と 40 °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。

2 つのカルノー機関が直列に働く。機関 A は 500 °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、20 °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 -5 °C の熱源から熱をくみ上げ、55 °C の暖房システムに 9.5 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。