Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 1200 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 900 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 50 MW met een thermisch rendement van 45%. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan het koelwater wordt afgestaan.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 650 °C en staat warmte af aan de omgeving op 25 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 51%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een omkeerbare koelmachine houdt een koelcel op -25 °C door 3 kW warmte te onttrekken, en staat warmte af aan de omgeving op 35 °C. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij afstaat.

Een warmtepomp levert 5 kW warmte aan een verwarmingssysteem op 20 °C en onttrekt warmte aan een bron op 5 °C. De werkelijke COP is 60% van de Carnot-COP tussen deze temperaturen. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.

Een koelkast houdt de koude ruimte op 2 °C in een keuken van 30 °C, en onttrekt warmte aan de koude ruimte met 3 kW. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.