Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 3,8 levert 6 kW warmte aan een huis. Vind de warmtestroom Q̇_L die hij aan de buitenlucht onttrekt.

Een warmtemotor neemt per cyclus 4300 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 3010 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 2 kW warmte te onttrekken, en staat warmte af aan de omgeving op 20 °C. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij afstaat.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 700 °C en een koud reservoir van 20 °C. Hij neemt 1200 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een warmtepomp levert 15 kW warmte aan een verwarmingssysteem op 55 °C en onttrekt warmte aan een bron op 7 °C. De werkelijke COP is 40% van de Carnot-COP tussen deze temperaturen. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.

Twee Carnotmotoren werken in serie. Motor A krijgt warmte van een reservoir op 1050 °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 leveren dezelfde arbeid. Vind T_m in °C.