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 1800 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1080 kJ を捨てる。 1 サイクルあたりの正味の仕事 W を求めよ。

成績係数 3.4 のヒートポンプが家に 4.5 kW の熱を供給する。 ヒートポンプが使う電力 Ẇ を求めよ。

熱機関が 700 °C の熱源から熱を受け取り、20 °C の周囲へ熱を放出する。実際の熱効率は 38% 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。

熱機関が 900 °C の熱源から熱を受け取り、10 °C の周囲へ熱を放出する。実際の熱効率は 46% 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。

熱機関が 1 サイクルあたり 850 °C の熱源から 3000 kJ の熱を受け取り、1530 kJ の仕事をして、残りを 35 °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 S_gen を求めよ。

カルノー熱機関が 500 °C の熱源から 60 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。