Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 4300 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 3440 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 3,6 levert 15,5 kW warmte aan een huis. Vind de warmtestroom Q̇_L die hij aan de buitenlucht onttrekt.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 450 °C en een koud reservoir van 15 °C. Hij neemt 1100 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 750 °C en staat warmte af aan de omgeving op 15 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 36%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 40 kW warmte van een bron op 700 °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 -15 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 20 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 40 kW warmte van een bron op 750 °C en staat warmte af aan de omgeving op 25 °C. Al zijn arbeid drijft een Carnotkoelmachine aan die warmte onttrekt aan een vriezer op -10 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 25 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.