Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 3,9 levert 11,5 kW warmte aan een huis. Vind de warmtestroom Q̇_L die hij aan de buitenlucht onttrekt.

Een koelkast onttrekt warmte aan de koelruimte met 7,35 kW terwijl de compressor 2,1 kW vermogen gebruikt. Vind de prestatiecoëfficiënt COP_R.

Een omkeerbare (Carnot)warmtemotor neemt per cyclus 2700 kJ warmte op uit een reservoir op 600 °C en staat 953 kJ af. Vind de temperatuur T_L van het koude reservoir in °C.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 750 °C en staat warmte af aan de omgeving op 20 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 46%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 60 kW warmte van een bron op 800 °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.

Twee Carnotmotoren werken in serie. Motor A krijgt warmte van een reservoir op 500 °C en staat warmte af aan een tussenreservoir op temperatuur T_m. Motor B neemt al die warmte op en staat warmte af aan een reservoir op 25 °C. Beide motoren hebben hetzelfde thermisch rendement. Vind T_m in °C.