Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 1000 MW met een thermisch rendement van 25%. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan het koelwater wordt afgestaan.

Een warmtemotor neemt per cyclus 3900 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 3120 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 675 °C en een koud reservoir van 35 °C. Hij neemt 2600 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 200 °C en een koud reservoir van 15 °C. Vind het hoogst mogelijke thermisch rendement η_max.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 150 kW warmte van een bron op 650 °C en staat warmte af aan de omgeving op 27 °C. Al zijn arbeid drijft een Carnotkoelmachine aan die warmte onttrekt aan een vriezer op 0 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 27 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.

Een warmtepomp houdt een huis op 21 °C terwijl het buiten -5 °C is, en levert 7 kW warmte aan het huis. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.