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 150 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 3400 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1870 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

熱機関が 550 °C の高温熱源と 10 °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。

熱機関が 550 °C の熱源から熱を受け取り、15 °C の周囲へ熱を放出する。実際の熱効率は 26% である。第二法則効率（実際の効率とカルノー効率の比）η_II を求めよ。

カルノー熱機関が 400 °C の熱源から 130 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 -30 °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。

2 つのカルノー機関が直列に働く。機関 A は 850 °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。