Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 2600 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 1690 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 3,1 levert 13,5 kW warmte aan een huis. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.

Een omkeerbare koelmachine houdt een koelcel op 4 °C door 7 kW warmte te onttrekken, en staat warmte af aan de omgeving op 20 °C. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij afstaat.

Een omkeerbare (Carnot)warmtemotor neemt per cyclus 4900 kJ warmte op uit een reservoir op 225 °C en staat 2884 kJ af. Vind de temperatuur T_L van het koude reservoir in °C.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 190 kW warmte van een bron op 450 °C en staat warmte af aan de omgeving op 25 °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 25 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.

Een koelkast houdt de koude ruimte op 2 °C in een keuken van 28 °C, en onttrekt warmte aan de koude ruimte met 0,5 kW. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.