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
huisbuitenluchtHPQ̇H​ = 9 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 5 levert 9 kW warmte aan een huis. Vind de warmtestroom Q̇L die hij aan de buitenlucht onttrekt.

COPHP = 5Q̇H = 9 kW
Q̇L = kW
2.Makkelijk
huisbuitenluchtHPQ̇H​ = 18 kWQ̇L​Ẇ = ?

Een warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van 2,9 levert 18 kW warmte aan een huis. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.

COPHP = 2,9Q̇H = 18 kW
Ẇ = kW
3.Gemiddeld
TH​ = 225 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​W

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 225 °C en een koud reservoir van 20 °C. Vind het hoogst mogelijke thermisch rendement ηmax.

TH = 225 °CTL = 20 °C
ηmax = %
4.Gemiddeld
TH​ = 225 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​W

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 225 °C en een koud reservoir van 40 °C. Vind het hoogst mogelijke thermisch rendement ηmax.

TH = 225 °CTL = 40 °C
ηmax = %
5.Moeilijk
TH​ = 500 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 1000 kJQL​ = 700 kJW = 300 kJ

Een warmtemotor neemt per cyclus 1000 kJ warmte op uit een reservoir op 500 °C, levert 300 kJ arbeid en staat de rest af aan een reservoir op 30 °C. Vind de totale entropieproductie Sgen per cyclus.

TH = 500 °CTL = 30 °CQH = 1000 kJW = 300 kJ
Sgen = kJ/K
6.Moeilijk
TH​ = 45 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 9,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Een warmtepomp levert 9,5 kW warmte aan een verwarmingssysteem op 45 °C en onttrekt warmte aan een bron op 7 °C. De werkelijke COP is 50% van de Carnot-COP tussen deze temperaturen. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.

TH = 45 °CTL = 7 °CηII = 50%Q̇H = 9,5 kW
Ẇ = kW

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇L = 7,2 kW
  2. 2. Ẇ = 6,207 kW
  3. 3. ηmax = 41,15 %
  4. 4. ηmax = 37,14 %
  5. 5. Sgen = 1,016 kJ/K
  6. 6. Ẇ = 2,269 kW

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