Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 1700 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 935 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 300 MW met een thermisch rendement van 40%. 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 29%. 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 25 °C. Hij neemt 1800 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een koelkast houdt de koude ruimte op -20 °C in een keuken van 32 °C, en onttrekt warmte aan de koude ruimte met 1,5 kW. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.

Een warmtepomp houdt een huis op 21 °C terwijl het buiten -10 °C is, en levert 13 kW warmte aan het huis. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.