ใบงาน เครื่องยนต์ความร้อนและตู้เย็น พร้อมเฉลย

โรงไฟฟ้าผลิตกำลังสุทธิ 1000 MW ด้วยประสิทธิภาพเชิงความร้อน 33% จงหาอัตราความร้อนที่ป้อนเข้า Q̇_H จากเชื้อเพลิง

เครื่องยนต์ความร้อนรับความร้อน 2000 kJ จากแหล่งความร้อนอุณหภูมิสูง และคายความร้อน 1100 kJ ให้แหล่งความร้อนอุณหภูมิต่ำในแต่ละวัฏจักร หางานสุทธิ W ที่เครื่องยนต์ผลิตได้ต่อวัฏจักร

เครื่องยนต์ความร้อนทำงานระหว่างแหล่งความร้อนอุณหภูมิสูงที่ 525 °C และแหล่งความร้อนอุณหภูมิต่ำที่ 15 °C เครื่องยนต์รับความร้อน 3800 kJ หางานมากที่สุด W_max ที่เครื่องยนต์อาจผลิตได้

เครื่องยนต์ความร้อนรับความร้อนจากแหล่งที่ 650 °C และปล่อยความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมที่ 25 °C ประสิทธิภาพเชิงความร้อนจริงของมันคือ 41% จงหาประสิทธิภาพตามกฎข้อที่สอง η_II ซึ่งเป็นอัตราส่วนของประสิทธิภาพจริงต่อประสิทธิภาพคาร์โนต์

ปั๊มความร้อนรักษาอุณหภูมิบ้านไว้ที่ 21 °C ขณะที่ภายนอกเป็น 0 °C โดยส่งความร้อน 5 kW ให้บ้าน หาสัมประสิทธิ์สมรรถนะสูงสุดที่เป็นไปได้ COP_max

ตู้เย็นรักษาอุณหภูมิช่องเย็นไว้ที่ -18 °C ในครัวที่ 32 °C โดยดึงความร้อนออกจากช่องเย็น 1 kW หากำลังป้อนเข้าต่ำสุด Ẇ_min