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.

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
гарячий резервуархолодний резервуарEQH​ = 2300 kJQL​ = 1840 kJW

Теплова машина за кожен цикл отримує 2300 kJ теплоти від гарячого резервуара й віддає 1840 kJ холодному. Знайдіть її термічний ККД η.

QH = 2300 kJQL = 1840 kJ
η = %
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 її термічний ККД η.

QH = 3900 kJQL = 2925 kJ
η = %
3.Середня
TH​ = 225 °CTL​ = ?EQH​ = 2400 kJQL​ = 1509 kJW

Оборотний тепловий двигун (Карно) отримує за цикл 2400 kJ теплоти від резервуара з температурою 225 °C і віддає 1509 kJ. Знайдіть температуру TL холодного резервуара в °C.

TH = 225 °CQH = 2400 kJQL = 1509 kJ
TL = °C
4.Середня
TH​ = 225 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

Теплова машина працює між гарячим резервуаром при 225 °C і холодним при 10 °C. Знайдіть найбільший можливий термічний ККД ηmax.

TH = 225 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Складна
TH​ = 20 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 14 kWQ̇L​Ẇ

Тепловий насос підтримує в будинку 20 °C, коли надворі -10 °C, і подає в будинок 14 kW теплоти. Знайдіть найбільший можливий холодильний коефіцієнт COPmax.

TH = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 14 kW
COPmax =
6.Складна
TH​ = 750 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 4700 kJQL​ = 2679 kJW = 2021 kJ

Тепловий двигун за цикл отримує 4700 kJ теплоти від резервуара з температурою 750 °C, виконує 2021 kJ роботи, а решту віддає резервуару з температурою 20 °C. Знайдіть сумарне генерування ентропії Sgen за цикл.

TH = 750 °CTL = 20 °CQH = 4700 kJW = 2021 kJ
Sgen = kJ/K

Ключ відповідей

  1. 1. η = 20 %
  2. 2. η = 25 %
  3. 3. TL = 40,06 °C
  4. 4. ηmax = 43,16 %
  5. 5. COPmax = 9,772
  6. 6. Sgen = 4,545 kJ/K

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