Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 3700 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 2775 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 300 MW met een thermisch rendement van 33%. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan het koelwater wordt afgestaan.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 800 °C en staat warmte af aan de omgeving op 10 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 44%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 425 °C en een koud reservoir van 10 °C. Hij neemt 2600 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Twee Carnotmotoren werken in serie. Motor A krijgt warmte van een reservoir op 600 °C en staat warmte af aan een tussenreservoir op temperatuur T_m. Motor B neemt al die warmte op en staat warmte af aan een reservoir op 40 °C. Beide motoren hebben hetzelfde thermisch rendement. Vind T_m in °C.

Een warmtepomp houdt een huis op 21 °C terwijl het buiten -5 °C is, en levert 4 kW warmte aan het huis. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.