Робочий аркуш «Теплові машини й холодильники» з відповідями

Безкоштовний робочий аркуш для друку «Теплові машини й холодильники»: 6 задач від легких до рівня іспиту, з ключем відповідей. Роздрукуйте його або збережіть як PDF.

Новий робочий аркушТренуватися онлайн з підказками

Для викладачів: можна безкоштовно друкувати, копіювати й використовувати на заняттях. Кожен новий аркуш має нові значення і власні відповіді. Будемо вдячні за посилання на ExamProblems на сторінці вашого курсу.

Ім’я: ____________________   Дата: ____________

1.Легка
будинокзовнішнє повітряHPQ̇H​ = 20 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Тепловий насос з опалювальним коефіцієнтом 2,9 подає в будинок 20 kW теплоти. Знайдіть тепловий потік Q̇L, який він відбирає від зовнішнього повітря.

COPHP = 2,9Q̇H = 20 kW
Q̇L = kW
2.Легка
гарячий резервуархолодний резервуарEQH​ = 3900 kJQL​ = 2925 kJW = ?

Теплова машина за кожен цикл отримує 3900 kJ теплоти від гарячого резервуара й віддає 2925 kJ холодному. Знайдіть корисну роботу W, яку вона виконує за цикл.

QH = 3900 kJQL = 2925 kJ
W = kJ
3.Середня
TH​ = 475 °CTL​ = ?EQH​ = 1100 kJQL​ = 453 kJW

Оборотний тепловий двигун (Карно) отримує за цикл 1100 kJ теплоти від резервуара з температурою 475 °C і віддає 453 kJ. Знайдіть температуру TL холодного резервуара в °C.

TH = 475 °CQH = 1100 kJQL = 453 kJ
TL = °C
4.Середня
TH​ = 400 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​η = 39%

Тепловий двигун отримує теплоту від джерела з температурою 400 °C і віддає теплоту довкіллю з температурою 25 °C. Його дійсний термічний ККД 39 %. Знайдіть його ексергетичний ККД (за другим законом) ηII — відношення дійсного ККД до ККД Карно.

TH = 400 °CTL = 25 °Cη = 39%
ηII = %
5.Складна
TH​ = 750 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 2200 kJQL​ = 1100 kJW = 1100 kJ

Тепловий двигун за цикл отримує 2200 kJ теплоти від резервуара з температурою 750 °C, виконує 1100 kJ роботи, а решту віддає резервуару з температурою 20 °C. Знайдіть сумарне генерування ентропії Sgen за цикл.

TH = 750 °CTL = 20 °CQH = 2200 kJW = 1100 kJ
Sgen = kJ/K
6.Складна
TH​ = 650 °CT0​ = 20 °CTL​ = -15 °CERWQ̇H​ = 90 kWQ̇L​ = ?

Двигун Карно отримує 90 kW теплоти від джерела з температурою 650 °C і віддає теплоту довкіллю з температурою 20 °C. Уся його робота приводить холодильну машину Карно, яка відводить теплоту з морозильної камери з температурою -15 °C і теж віддає теплоту довкіллю з температурою 20 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇L, що відводиться з морозильної камери.

TH = 650 °CT0 = 20 °CTL = -15 °CQ̇H = 90 kW
Q̇L = kW

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇L = 13,1 kW
  2. 2. W = 975 kJ
  3. 3. TL = 34,95 °C
  4. 4. ηII = 70,01 %
  5. 5. Sgen = 1,602 kJ/K
  6. 6. Q̇L = 453 kW

Повні покрокові розв’язки: тренуйте цю тему на examproblems.com.