Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 2200 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 1210 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 1000 MW met een thermisch rendement van 35%. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan het koelwater wordt afgestaan.

Een omkeerbare koelmachine houdt een koelcel op -5 °C door 4,5 kW warmte te onttrekken, en staat warmte af aan de omgeving op 28 °C. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij afstaat.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 500 °C en een koud reservoir van 40 °C. Hij neemt 1900 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een koelkast houdt de koude ruimte op 5 °C in een keuken van 35 °C, en onttrekt warmte aan de koude ruimte met 0,5 kW. Vind de hoogst mogelijke prestatiecoëfficiënt COP_max.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 20 kW warmte van een bron op 600 °C en staat warmte af aan de omgeving op 30 °C. Al zijn arbeid drijft een Carnotkoelmachine aan die warmte onttrekt aan een vriezer op 0 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 30 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.