Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 3,1 levert 18,5 kW warmte aan een huis. Vind de warmtestroom Q̇_L die hij aan de buitenlucht onttrekt.

Een koelkast onttrekt warmte aan de koelruimte met 3,28 kW terwijl de compressor 0,8 kW vermogen gebruikt. Vind de prestatiecoëfficiënt COP_R.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 700 °C en een koud reservoir van 5 °C. Vind het hoogst mogelijke thermisch rendement η_max.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 850 °C en staat warmte af aan de omgeving op 40 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 50%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 190 kW warmte van een bron op 700 °C en staat warmte af aan de omgeving op 27 °C. Al zijn arbeid drijft een Carnotkoelmachine aan die warmte onttrekt aan een vriezer op -20 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 27 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.

Een koelkast houdt de koude ruimte op 2 °C in een keuken van 35 °C, en onttrekt warmte aan de koude ruimte met 1 kW. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.