Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 4400 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 3300 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een warmtemotor neemt per cyclus 5000 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 3250 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

Een omkeerbare (Carnot)warmtemotor neemt per cyclus 3000 kJ warmte op uit een reservoir op 225 °C en staat 1976 kJ af. Vind de temperatuur T_L van het koude reservoir in °C.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 500 °C en staat warmte af aan de omgeving op 40 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 42%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 10 kW warmte van een bron op 450 °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.

Een warmtepomp houdt een huis op 20 °C terwijl het buiten 0 °C is, en levert 15 kW warmte aan het huis. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.