Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 1300 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 780 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 600 MW met een thermisch rendement van 33%. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan het koelwater wordt afgestaan.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 700 °C en een koud reservoir van 40 °C. Hij neemt 4100 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 700 °C en staat warmte af aan de omgeving op 40 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 34%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een warmtepomp levert 14 kW warmte aan een verwarmingssysteem op 45 °C en onttrekt warmte aan een bron op 2 °C. De werkelijke COP is 60% van de Carnot-COP tussen deze temperaturen. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 80 kW warmte van een bron op 900 °C en staat warmte af aan de omgeving op 27 °C. Al zijn arbeid drijft een Carnotkoelmachine aan die warmte onttrekt aan een vriezer op -15 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 27 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.