1.やさしい
熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 4900 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 3430 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。
QH = 4900 kJQL = 3430 kJ
η = %
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 600 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 420 kJ を捨てる。 熱効率 η を求めよ。
QH = 600 kJQL = 420 kJ
η = %
3.ふつう
可逆冷凍機が 5.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を -10 °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 = -10 °CTH = 25 °CQ̇L = 5.5 kW
Q̇H = kW
4.ふつう
可逆冷凍機が 2.5 kW の熱を取り除いて冷蔵室を 4 °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 = 4 °CTH = 25 °CQ̇L = 2.5 kW
Q̇H = kW
5.むずかしい
熱機関が 1 サイクルあたり 550 °C の熱源から 3900 kJ の熱を受け取り、1287 kJ の仕事をして、残りを 10 °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 = 550 °CTL = 10 °CQH = 3900 kJW = 1287 kJ
Sgen = kJ/K
6.むずかしい
カルノー熱機関が 1000 °C の熱源から 190 kW の熱を受け取り、25 °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 -10 °C の冷凍庫から熱を取り除いて、同じく 25 °C の周囲へ熱を放出する。冷凍庫から熱を取り除く割合 Q̇L を求めよ。
TH = 1000 °CT0 = 25 °CTL = -10 °CQ̇H = 190 kW
Q̇L = kW
解答
- 1. η = 30 %
- 2. η = 30 %
- 3. Q̇H = 6.232 kW
- 4. Q̇H = 2.689 kW
- 5. Sgen = 4.49 kJ/K
- 6. Q̇L = 1094 kW
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。