Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 4200 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 2310 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 200 MW met een thermisch rendement van 38%. Vind de toegevoerde warmtestroom Q̇_H uit de brandstof.

Een omkeerbare koelmachine houdt een koelcel op 2 °C door 3 kW warmte te onttrekken, en staat warmte af aan de omgeving op 40 °C. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij afstaat.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 450 °C en staat warmte af aan de omgeving op 35 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 23%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een warmtepomp levert 7 kW warmte aan een verwarmingssysteem op 35 °C en onttrekt warmte aan een bron op 2 °C. De werkelijke COP is 35% van de Carnot-COP tussen deze temperaturen. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.

Een warmtepomp houdt een huis op 20 °C terwijl het buiten 7 °C is, en levert 11 kW warmte aan het huis. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.