解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 2400 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1680 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。

発電所が熱効率 33% で正味出力 50 MW を発生する。 冷却水へ放出される熱量 Q̇_L を求めよ。

可逆冷凍機が 8 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -20 °C に保ち、35 °C の周囲へ熱を放出する。放出する熱量 Q̇_H を求めよ。

熱機関が 250 °C の高温熱源と 10 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 2100 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

ヒートポンプが、外気 -5 °C のときに家を 22 °C に保ち、家に 6 kW の熱を供給する。 可能な最大の成績係数 COP_max を求めよ。

ヒートポンプが 0 °C の熱源から熱をくみ上げ、20 °C の暖房システムに 9.5 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 55% である。使う電力 Ẇ を求めよ。