Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 3,7 levert 14,5 kW warmte aan een huis. Vind de warmtestroom Q̇_L die hij aan de buitenlucht onttrekt.

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 3,2 levert 15,5 kW warmte aan een huis. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 325 °C en een koud reservoir van 30 °C. Hij neemt 800 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 450 °C en staat warmte af aan de omgeving op 40 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 43%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 200 kW warmte van een bron op 500 °C en staat warmte af aan de omgeving op 30 °C. Al zijn arbeid drijft een Carnotkoelmachine aan die warmte onttrekt aan een vriezer op -5 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 30 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.

Een warmtemotor neemt per cyclus 3600 kJ warmte op uit een reservoir op 350 °C, levert 972 kJ arbeid en staat de rest af aan een reservoir op 15 °C. Vind de totale entropieproductie S_gen per cyclus.