Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 1100 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 880 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 100 MW met een thermisch rendement van 33%. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan het koelwater wordt afgestaan.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 400 °C en een koud reservoir van 15 °C. Hij neemt 2100 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een omkeerbare koelmachine houdt een koelcel op 5 °C door 7,5 kW warmte te onttrekken, en staat warmte af aan de omgeving op 28 °C. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij afstaat.

Een warmtepomp houdt een huis op 21 °C terwijl het buiten -5 °C is, en levert 14 kW warmte aan het huis. Vind de hoogst mogelijke prestatiecoëfficiënt COP_max.

Een koelkast houdt de koude ruimte op 4 °C in een keuken van 30 °C, en onttrekt warmte aan de koude ruimte met 4,5 kW. Vind de hoogst mogelijke prestatiecoëfficiënt COP_max.