解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

成績係数 2.8 のヒートポンプが家に 9.5 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。

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 3500 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2100 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 425 °C の高温熱源と 40 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 2400 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 500 °C の高温熱源と 25 °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 1000 °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 -5 °C のときに家を 21 °C に保ち、家に 13 kW の熱を供給する。 必要な最小入力動力 Ẇ_min を求めよ。