Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 2,5 levert 17 kW warmte aan een huis. Vind de warmtestroom Q̇_L die hij aan de buitenlucht onttrekt.

Een koelkast onttrekt warmte aan de koelruimte met 1,14 kW terwijl de compressor 0,3 kW vermogen gebruikt. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij aan de keuken afgeeft.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 775 °C en een koud reservoir van 10 °C. Hij neemt 3600 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een omkeerbare (Carnot)warmtemotor neemt per cyclus 3800 kJ warmte op uit een reservoir op 375 °C en staat 1689 kJ af. Vind de temperatuur T_L van het koude reservoir in °C.

Twee Carnotmotoren werken in serie. Motor A krijgt warmte van een reservoir op 1150 °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.

Een warmtepomp levert 20 kW warmte aan een verwarmingssysteem op 45 °C en onttrekt warmte aan een bron op 2 °C. De werkelijke COP is 50% van de Carnot-COP tussen deze temperaturen. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.