Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 4,2 levert 10 kW warmte aan een huis. Vind de warmtestroom Q̇_L die hij aan de buitenlucht onttrekt.

Een koelkast onttrekt warmte aan de koelruimte met 6,12 kW terwijl de compressor 1,8 kW vermogen gebruikt. Vind de prestatiecoëfficiënt COP_R.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 400 °C en staat warmte af aan de omgeving op 40 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 21%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 675 °C en een koud reservoir van 20 °C. Hij neemt 1000 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een warmtemotor neemt per cyclus 4000 kJ warmte op uit een reservoir op 600 °C, levert 2160 kJ arbeid en staat de rest af aan een reservoir op 10 °C. Vind de totale entropieproductie S_gen per cyclus.

Een warmtepomp levert 11 kW warmte aan een verwarmingssysteem op 22 °C en onttrekt warmte aan een bron op 5 °C. De werkelijke COP is 40% van de Carnot-COP tussen deze temperaturen. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.