Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 400 MW met een thermisch rendement van 35%. Vind de toegevoerde warmtestroom Q̇_H uit de brandstof.

Een warmtemotor neemt per cyclus 1400 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 770 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een omkeerbare koelmachine houdt een koelcel op -25 °C door 1 kW warmte te onttrekken, en staat warmte af aan de omgeving op 25 °C. Vind de warmtestroom Q̇_H die hij afstaat.

Een omkeerbare (Carnot)warmtemotor neemt per cyclus 1900 kJ warmte op uit een reservoir op 475 °C en staat 846 kJ af. Vind de temperatuur T_L van het koude reservoir in °C.

Twee Carnotmotoren werken in serie. Motor A krijgt warmte van een reservoir op 900 °C en staat warmte af aan een tussenreservoir op temperatuur T_m. Motor B neemt al die warmte op en staat warmte af aan een reservoir op 25 °C. Beide motoren leveren dezelfde arbeid. Vind T_m in °C.

Een Carnotwarmtemotor krijgt 120 kW warmte van een bron op 550 °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.