Тепловые машины и холодильники: лист заданий с ответами

Бесплатный лист заданий для печати по теме «Тепловые машины и холодильники»: 6 задач от простых до экзаменационного уровня, с ответами. Распечатайте его или сохраните как PDF.

Новый лист заданийЗаниматься онлайн с подсказками

Для преподавателей: можно бесплатно печатать, копировать и использовать на занятиях. Каждый новый лист содержит новые значения и собственные ответы. Будем благодарны за ссылку на ExamProblems на странице вашего курса.

Имя: ____________________   Дата: ____________

1.Лёгкая
горячий резервуархолодный резервуарEQH​ = 1900 kJQL​ = 1045 kJW

Тепловая машина за каждый цикл получает 1900 kJ теплоты от горячего резервуара и отдаёт 1045 kJ холодному. Найдите её термический КПД η.

QH = 1900 kJQL = 1045 kJ
η = %
2.Лёгкая
домнаружный воздухHPQ̇H​ = 17,5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Тепловой насос с коэффициентом преобразования 3,2 подаёт в дом 17,5 kW теплоты. Найдите тепловой поток Q̇L, который он отбирает от наружного воздуха.

COPHP = 3,2Q̇H = 17,5 kW
Q̇L = kW
3.Средняя
TH​ = 750 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​η = 43%

Тепловая машина получает теплоту от источника при 750 °C и отдаёт теплоту окружающей среде при 10 °C. Её действительный термический КПД равен 43%. Найдите её эксергетический КПД (КПД по второму закону) ηII — отношение действительного КПД к КПД Карно.

TH = 750 °CTL = 10 °Cη = 43%
ηII = %
4.Средняя
TH​ = 400 °CTL​ = ?EQH​ = 1300 kJQL​ = 566 kJW

Обратимая тепловая машина (машина Карно) за цикл получает 1300 kJ теплоты от резервуара при 400 °C и отдаёт 566 kJ. Найдите температуру TL холодного резервуара в °C.

TH = 400 °CQH = 1300 kJQL = 566 kJ
TL = °C
5.Сложная
TH​ = 20 °CTL​ = 0 °CHPQ̇H​ = 5 kWQ̇L​Ẇ

Тепловой насос поддерживает в доме 20 °C, когда на улице 0 °C, и подаёт в дом 5 kW теплоты. Найдите наибольший возможный холодильный коэффициент COPmax.

TH = 20 °CTL = 0 °CQ̇H = 5 kW
COPmax =
6.Сложная
TH​ = 400 °CT0​ = 30 °CTL​ = 0 °CERWQ̇H​ = 80 kWQ̇L​ = ?

Тепловая машина Карно получает 80 kW теплоты от источника при 400 °C и отдаёт теплоту окружающей среде при 30 °C. Вся её работа приводит холодильную машину Карно, которая отводит теплоту из морозильной камеры при 0 °C и тоже отдаёт теплоту окружающей среде при 30 °C. Найдите тепловой поток Q̇L, отводимый из морозильной камеры.

TH = 400 °CT0 = 30 °CTL = 0 °CQ̇H = 80 kW
Q̇L = kW

Ответы

  1. 1. η = 45 %
  2. 2. Q̇L = 12,03 kW
  3. 3. ηII = 59,45 %
  4. 4. TL = 19,93 °C
  5. 5. COPmax = 14,66
  6. 6. Q̇L = 400,4 kW

Полные пошаговые решения: занимайтесь этой темой на examproblems.com.