Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Gratis printbaar werkblad Warmtemotoren en koelmachines: 6 opgaven van makkelijk tot tentamenniveau, met antwoordenblad. Print het of sla het op als pdf.

Nieuw werkbladOnline oefenen met hints

Voor docenten: gratis te printen, kopiëren en in de les te gebruiken. Elk nieuw werkblad heeft nieuwe waarden en een eigen antwoordblad. Een link naar ExamProblems op je cursuspagina wordt gewaardeerd.

Naam: ____________________   Datum: ____________

1.Makkelijk
warm reservoirkoud reservoirEQH​ = 1700 kJQL​ = 1275 kJW

Een warmtemotor neemt per cyclus 1700 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 1275 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

QH = 1700 kJQL = 1275 kJ
η = %
2.Makkelijk
warm reservoirkoud reservoirEQH​ = 900 kJQL​ = 540 kJW

Een warmtemotor neemt per cyclus 900 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 540 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

QH = 900 kJQL = 540 kJ
η = %
3.Gemiddeld
TH​ = 425 °CTL​ = ?EQH​ = 2200 kJQL​ = 861 kJW

Een omkeerbare (Carnot)warmtemotor neemt per cyclus 2200 kJ warmte op uit een reservoir op 425 °C en staat 861 kJ af. Vind de temperatuur TL van het koude reservoir in °C.

TH = 425 °CQH = 2200 kJQL = 861 kJ
TL = °C
4.Gemiddeld
TH​ = 425 °CTL​ = ?EQH​ = 3800 kJQL​ = 1704 kJW

Een omkeerbare (Carnot)warmtemotor neemt per cyclus 3800 kJ warmte op uit een reservoir op 425 °C en staat 1704 kJ af. Vind de temperatuur TL van het koude reservoir in °C.

TH = 425 °CQH = 3800 kJQL = 1704 kJ
TL = °C
5.Moeilijk
TH​ = 30 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​Q̇L​ = 2,5 kWẆ = ?

Een koelkast houdt de koude ruimte op -20 °C in een keuken van 30 °C, en onttrekt warmte aan de koude ruimte met 2,5 kW. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇmin.

TH = 30 °CTL = -20 °CQ̇L = 2,5 kW
Ẇmin = kW
6.Moeilijk
TH​ = 850 °CT0​ = 20 °CTL​ = -20 °CERWQ̇H​ = 20 kWQ̇L​ = ?

Een Carnotwarmtemotor krijgt 20 kW warmte van een bron op 850 °C en staat warmte af aan de omgeving op 20 °C. Al zijn arbeid drijft een Carnotkoelmachine aan die warmte onttrekt aan een vriezer op -20 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 20 °C. Vind de warmtestroom Q̇L die aan de vriezer wordt onttrokken.

TH = 850 °CT0 = 20 °CTL = -20 °CQ̇H = 20 kW
Q̇L = kW

Antwoordenblad

  1. 1. η = 25 %
  2. 2. η = 40 %
  3. 3. TL = 0,08052 °C
  4. 4. TL = 39,92 °C
  5. 5. Ẇmin = 0,4938 kW
  6. 6. Q̇L = 93,54 kW

Volledige stapsgewijze oplossingen: oefen dit onderwerp op examproblems.com.