ใบงาน เครื่องยนต์ความร้อนและตู้เย็น พร้อมเฉลย

ปั๊มความร้อนที่มีสัมประสิทธิ์สมรรถนะ 4.9 ส่งความร้อน 13 kW ให้บ้าน จงหาอัตรา Q̇_L ที่มันดึงความร้อนจากอากาศภายนอก

โรงไฟฟ้าผลิตกำลังสุทธิ 100 MW ด้วยประสิทธิภาพเชิงความร้อน 38% จงหาอัตราความร้อนที่ป้อนเข้า Q̇_H จากเชื้อเพลิง

เครื่องยนต์ความร้อนทำงานระหว่างแหล่งความร้อนอุณหภูมิสูงที่ 450 °C และแหล่งความร้อนอุณหภูมิต่ำที่ 5 °C หาประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงสุดที่เป็นไปได้ η_max

เครื่องยนต์ความร้อนรับความร้อนจากแหล่งที่ 750 °C และปล่อยความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมที่ 35 °C ประสิทธิภาพเชิงความร้อนจริงของมันคือ 49% จงหาประสิทธิภาพตามกฎข้อที่สอง η_II ซึ่งเป็นอัตราส่วนของประสิทธิภาพจริงต่อประสิทธิภาพคาร์โนต์

ตู้เย็นรักษาอุณหภูมิช่องเย็นไว้ที่ 5 °C ในครัวที่ 32 °C โดยดึงความร้อนออกจากช่องเย็น 2 kW หากำลังป้อนเข้าต่ำสุด Ẇ_min

ปั๊มความร้อนรักษาอุณหภูมิบ้านไว้ที่ 22 °C ขณะที่ภายนอกเป็น -10 °C โดยส่งความร้อน 11 kW ให้บ้าน หาสัมประสิทธิ์สมรรถนะสูงสุดที่เป็นไปได้ COP_max