Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 4 levert 7,5 kW warmte aan een huis. Vind de warmtestroom Q̇_L die hij aan de buitenlucht onttrekt.

Een warmtemotor neemt per cyclus 1300 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 715 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een omkeerbare koelmachine houdt een koelcel op -25 °C door 9,5 kW warmte te onttrekken, en staat warmte af aan de omgeving op 35 °C. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij afstaat.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 775 °C en een koud reservoir van 30 °C. Hij neemt 1300 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 100 kW warmte van een bron op 600 °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 -10 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 20 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.

Een warmtepomp houdt een huis op 22 °C terwijl het buiten 2 °C is, en levert 6 kW warmte aan het huis. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.