Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 700 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 385 kJ af aan een koud reservoir. Vind het thermisch rendement η.

Een koelkast onttrekt warmte aan de koelruimte met 8,88 kW terwijl de compressor 2,4 kW vermogen gebruikt. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij aan de keuken afgeeft.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 225 °C en een koud reservoir van 20 °C. Hij neemt 3700 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 600 °C en staat warmte af aan de omgeving op 15 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 44%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 190 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 -5 °C en ook warmte afstaat aan de omgeving op 20 °C. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan de vriezer wordt onttrokken.

Een warmtepomp levert 5 kW warmte aan een verwarmingssysteem op 55 °C en onttrekt warmte aan een bron op 2 °C. De werkelijke COP is 50% van de Carnot-COP tussen deze temperaturen. Vind het elektrisch vermogen Ẇ dat hij gebruikt.