解答つき熱機関と冷凍機ワークシート

成績係数 3.6 のヒートポンプが家に 16 kW の熱を供給する。 ヒートポンプが使う電力 Ẇ を求めよ。

冷蔵庫が冷蔵室から 4.32 kW の割合で熱を取り除き、その圧縮機は 1.2 kW の動力を使う。 成績係数 COP_R を求めよ。

熱機関が 425 °C の高温熱源と 40 °C の低温熱源の間で働く。 この機関は 4200 kJ の熱を受け取る。得られる最大の仕事 W_max を求めよ。

可逆（カルノー）熱機関が 1 サイクルあたり 475 °C の熱源から 500 kJ の熱を受け取り、196 kJ を放出する。低温熱源の温度 T_L を °C で求めよ。

カルノー熱機関が 650 °C の熱源から 70 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 -25 °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 Q̇_L を求めよ。

ヒートポンプが 10 °C の熱源から熱をくみ上げ、35 °C の暖房システムに 16.5 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 45% である。使う電力 Ẇ を求めよ。