Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 4100 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 2665 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 4,6 levert 15 kW warmte aan een huis. Vind de warmtestroom Q̇_L die hij aan de buitenlucht onttrekt.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 675 °C en een koud reservoir van 5 °C. Hij neemt 500 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 300 °C en een koud reservoir van 20 °C. Vind het hoogst mogelijke thermisch rendement η_max.

Een koelkast houdt de koude ruimte op -25 °C in een keuken van 25 °C, en onttrekt warmte aan de koude ruimte met 3,5 kW. Vind de hoogst mogelijke prestatiecoëfficiënt COP_max.

Een warmtepomp levert 9,5 kW warmte aan een verwarmingssysteem op 22 °C en onttrekt warmte aan een bron op 0 °C. De werkelijke COP is 55% van de Carnot-COP tussen deze temperaturen. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.