1.やさしい
熱機関が 1 サイクルごとに高温熱源から 1200 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 900 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 = 1200 kJQL = 900 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 2200 kJ の熱を受け取り、低温熱源へ 1650 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 = 2200 kJQL = 1650 kJ
W = kJ
3.ふつう
可逆冷凍機が 7 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 = 7 kW
Q̇H = kW
4.ふつう
熱機関が 625 °C の高温熱源と 20 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 1500 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 Wmax を求めよ。
TH = 625 °CTL = 20 °CQH = 1500 kJ
Wmax = kJ
5.むずかしい
カルノー熱機関が 450 °C の熱源から 190 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 -25 °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 Q̇L を求めよ。
TH = 450 °CT0 = 30 °CTL = -25 °CQ̇H = 190 kW
Q̇L = kW
6.むずかしい
ヒートポンプが、外気 7 °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 COPmax を求めよ。
TH = 20 °CTL = 7 °CQ̇H = 13 kW
COPmax =
解答
- 1. W = 300 kJ
- 2. W = 550 kJ
- 3. Q̇H = 7.53 kW
- 4. Wmax = 1010 kJ
- 5. Q̇L = 497.9 kW
- 6. COPmax = 22.55
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。