Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 400 MW met een thermisch rendement van 25%. Vind de toegevoerde warmtestroom Q̇_H uit de brandstof.

Een warmtemotor neemt per cyclus 3400 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 1870 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 425 °C en een koud reservoir van 15 °C. Hij neemt 1300 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 700 °C en staat warmte af aan de omgeving op 20 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 45%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een warmtepomp houdt een huis op 22 °C terwijl het buiten 5 °C is, en levert 10 kW warmte aan het huis. Vind de hoogst mogelijke prestatiecoëfficiënt COP_max.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 160 kW warmte van een bron op 500 °C en staat warmte af aan de omgeving op 20 °C. Al zijn arbeid drijft een Carnotkoelmachine aan die warmte onttrekt aan een vriezer op -10 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 20 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.