Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 2100 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 1470 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

Een warmtemotor neemt per cyclus 900 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 540 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 350 °C en een koud reservoir van 40 °C. Hij neemt 3800 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 450 °C en staat warmte af aan de omgeving op 10 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 33%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 60 kW warmte van een bron op 450 °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 -20 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 20 °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 4,5 kW. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.