1.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 1500 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 = 1500 kJ
W = kJ
解答つき熱機関と冷凍機ワークシート
2.やさしい
熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 3800 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 2280 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。
QH = 3800 kJQL = 2280 kJ
η = %
3.ふつう
熱機関が 475 °C の高温熱源と 15 °C の低温熱源の間で働く。 可能な最大の熱効率 ηmax を求めよ。
TH = 475 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.ふつう
可逆冷凍機が 0.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を 5 °C に保ち、30 °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 = 30 °CQ̇L = 0.5 kW
Q̇H = kW
5.むずかしい
冷蔵庫が、28 °C のキッチンで冷蔵室を -10 °C に保ち、冷蔵室から 2 kW の熱を取り除く。 必要な最小入力動力 Ẇmin を求めよ。
TH = 28 °CTL = -10 °CQ̇L = 2 kW
Ẇmin = kW
6.むずかしい
熱機関が 1 サイクルあたり 750 °C の熱源から 4700 kJ の熱を受け取り、1692 kJ の仕事をして、残りを 15 °C の熱源へ放出する。1 サイクルあたりの全エントロピー生成量 Sgen を求めよ。
TH = 750 °CTL = 15 °CQH = 4700 kJW = 1692 kJ
Sgen = kJ/K
解答
- 1. W = 1000 kJ
- 2. η = 40 %
- 3. ηmax = 61.48 %
- 4. Q̇H = 0.5449 kW
- 5. Ẇmin = 0.2888 kW
- 6. Sgen = 5.845 kJ/K
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。