Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Gratis printbaar werkblad Warmtemotoren en koelmachines: 6 opgaven van makkelijk tot tentamenniveau, met antwoordenblad. Print het of sla het op als pdf.

Nieuw werkbladOnline oefenen met hints

Voor docenten: gratis te printen, kopiëren en in de les te gebruiken. Elk nieuw werkblad heeft nieuwe waarden en een eigen antwoordblad. Een link naar ExamProblems op je cursuspagina wordt gewaardeerd.

Naam: ____________________   Datum: ____________

1.Makkelijk
verbrandingsruimtekoelwaterEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 750 MW

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 750 MW met een thermisch rendement van 45%. Vind de warmtestroom Q̇L die aan het koelwater wordt afgestaan.

Ẇ = 750 MWη = 45%
Q̇L = MW
2.Makkelijk
keukenkoelruimteRQ̇H​Q̇L​ = 4,14 kWẆ = 1,8 kW

Een koelkast onttrekt warmte aan de koelruimte met 4,14 kW terwijl de compressor 1,8 kW vermogen gebruikt. Vind de prestatiecoëfficiënt COPR.

Q̇L = 4,14 kWẆ = 1,8 kW
COPR =
3.Gemiddeld
TH​ = 450 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​η = 45%

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 450 °C en staat warmte af aan de omgeving op 20 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 45%. Vind het exergetisch rendement ηII, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

TH = 450 °CTL = 20 °Cη = 45%
ηII = %
4.Gemiddeld
TH​ = 750 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​η = 36%

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 750 °C en staat warmte af aan de omgeving op 10 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 36%. Vind het exergetisch rendement ηII, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

TH = 750 °CTL = 10 °Cη = 36%
ηII = %
5.Moeilijk
TH​ = 20 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​Ẇ = ?

Een warmtepomp houdt een huis op 20 °C terwijl het buiten 7 °C is, en levert 10 kW warmte aan het huis. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇmin.

TH = 20 °CTL = 7 °CQ̇H = 10 kW
Ẇmin = kW
6.Moeilijk
TH​ = 450 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 3200 kJQL​ = 1664 kJW = 1536 kJ

Een warmtemotor neemt per cyclus 3200 kJ warmte op uit een reservoir op 450 °C, levert 1536 kJ arbeid en staat de rest af aan een reservoir op 15 °C. Vind de totale entropieproductie Sgen per cyclus.

TH = 450 °CTL = 15 °CQH = 3200 kJW = 1536 kJ
Sgen = kJ/K

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇L = 916,7 MW
  2. 2. COPR = 2,3
  3. 3. ηII = 75,68 %
  4. 4. ηII = 49,77 %
  5. 5. Ẇmin = 0,4435 kW
  6. 6. Sgen = 1,35 kJ/K

Volledige stapsgewijze oplossingen: oefen dit onderwerp op examproblems.com.