解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

無料で印刷できる熱機関と冷凍機のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
高温熱源低温熱源EQH​ = 3300 kJQL​ = 2310 kJW = ?

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 3300 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2310 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

QH = 3300 kJQL = 2310 kJ
W = kJ
2.やさしい
高温熱源低温熱源EQH​ = 2500 kJQL​ = 1375 kJW = ?

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 2500 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1375 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

QH = 2500 kJQL = 1375 kJ
W = kJ
3.ふつう
TH​ = 25 °CTL​ = -5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 5 kWẆ

可逆冷凍機が 5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -5 °C に保ち、25 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇H を求めよ。

TL = -5 °CTH = 25 °CQ̇L = 5 kW
Q̇H = kW
4.ふつう
TH​ = 400 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 2600 kJQL​W = ?

熱機関が 400 °C の高温熱源と 15 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 2600 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 Wmax を求めよ。

TH = 400 °CTL = 15 °CQH = 2600 kJ
Wmax = kJ
5.むずかしい
600 °CTm​ = ?40 °CABWA​WB​

2 つのカルノー機関が直列に働く。機関 A は 600 °C の熱源から熱を受け取り、温度 Tm 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、40 °C の熱源へ熱を放出する。 両方の機関の熱効率は等しい。Tm を °C で求めよ。

TH = 600 °CTL = 40 °C
Tm = °C
6.むずかしい
900 °CTm​ = ?25 °CABWA​WB​

2 つのカルノー機関が直列に働く。機関 A は 900 °C の熱源から熱を受け取り、温度 Tm 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、25 °C の熱源へ熱を放出する。 両方の機関の仕事は等しい。Tm を °C で求めよ。

TH = 900 °CTL = 25 °C
Tm = °C

解答

  1. 1. W = 990 kJ
  2. 2. W = 1125 kJ
  3. 3. Q̇H = 5.559 kW
  4. 4. Wmax = 1487 kJ
  5. 5. Tm = 249.8 °C
  6. 6. Tm = 462.5 °C

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。