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。
解答つき熱機関と冷凍機ワークシート
1.やさしい
QH = 3300 kJQL = 2310 kJ
W = kJ
2.やさしい
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
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
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
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
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. W = 990 kJ
- 2. W = 1125 kJ
- 3. Q̇H = 5.559 kW
- 4. Wmax = 1487 kJ
- 5. Tm = 249.8 °C
- 6. Tm = 462.5 °C
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