ใบงาน เครื่องยนต์ความร้อนและตู้เย็น พร้อมเฉลย

เครื่องยนต์ความร้อนรับความร้อน 3000 kJ จากแหล่งความร้อนอุณหภูมิสูง และคายความร้อน 1650 kJ ให้แหล่งความร้อนอุณหภูมิต่ำในแต่ละวัฏจักร หาประสิทธิภาพเชิงความร้อน η ของเครื่องยนต์

โรงไฟฟ้าผลิตกำลังสุทธิ 150 MW ด้วยประสิทธิภาพเชิงความร้อน 45% จงหาอัตรา Q̇_L ที่ความร้อนถูกปล่อยทิ้งสู่น้ำหล่อเย็น

เครื่องยนต์ความร้อนรับความร้อนจากแหล่งที่ 650 °C และปล่อยความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมที่ 35 °C ประสิทธิภาพเชิงความร้อนจริงของมันคือ 27% จงหาประสิทธิภาพตามกฎข้อที่สอง η_II ซึ่งเป็นอัตราส่วนของประสิทธิภาพจริงต่อประสิทธิภาพคาร์โนต์

ตู้เย็นผันกลับได้รักษาห้องเย็นที่ 4 °C โดยดึงความร้อน 7.5 kW ออก และปล่อยความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมที่ 20 °C จงหาอัตรา Q̇_H ที่มันปล่อยความร้อน

ปั๊มความร้อนรักษาอุณหภูมิบ้านไว้ที่ 21 °C ขณะที่ภายนอกเป็น -5 °C โดยส่งความร้อน 15 kW ให้บ้าน หากำลังป้อนเข้าต่ำสุด Ẇ_min

ตู้เย็นรักษาอุณหภูมิช่องเย็นไว้ที่ 2 °C ในครัวที่ 32 °C โดยดึงความร้อนออกจากช่องเย็น 3 kW หาสัมประสิทธิ์สมรรถนะสูงสุดที่เป็นไปได้ COP_max