解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

冷蔵庫が冷蔵室から 6.4 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 2 kW の動力を使う。 成績係数 COP_R を求めよ。

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 1800 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1170 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 475 °C の高温熱源と 5 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 4400 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

可逆冷凍機が 0.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -30 °C に保ち、35 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇_H を求めよ。

カルノー熱機関が 900 °C の熱源から 90 kW の熱を受け取り、30 °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 -15 °C の冷凍庫から熱を取り除いて、同じく 30 °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 -10 °C のときに家を 20 °C に保ち、家に 8 kW の熱を供給する。 可能な最大の成績係数 COP_max を求めよ。