解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

成績係数 5 のヒートポンプが家に 19 kW の熱を供給する。 ヒートポンプが使う電力 Ẇ を求めよ。

発電所が熱効率 50% で正味出力 750 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 200 °C の高温熱源と 15 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 1700 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

熱機関が 325 °C の高温熱源と 40 °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。

ヒートポンプが -10 °C の熱源から熱をくみ上げ、55 °C の暖房システムに 16 kW の熱を供給する。実際の COP はこれらの温度間のカルノー COP の 60% である。使う電力 Ẇ を求めよ。

ヒートポンプが、外気 2 °C のときに家を 20 °C に保ち、家に 13 kW の熱を供給する。 可能な最大の成績係数 COP_max を求めよ。