Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 1300 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 975 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 500 MW met een thermisch rendement van 45%. Vind de toegevoerde warmtestroom Q̇_H uit de brandstof.

Een omkeerbare koelmachine houdt een koelcel op 5 °C door 0,5 kW warmte te onttrekken, en staat warmte af aan de omgeving op 30 °C. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij afstaat.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 750 °C en een koud reservoir van 40 °C. Vind het hoogst mogelijke thermisch rendement η_max.

Een warmtemotor neemt per cyclus 1200 kJ warmte op uit een reservoir op 850 °C, levert 612 kJ arbeid en staat de rest af aan een reservoir op 30 °C. Vind de totale entropieproductie S_gen per cyclus.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 180 kW warmte van een bron op 800 °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 -25 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 27 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.