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
гарячий резервуархолодний резервуарEQH​ = 2400 kJQL​ = 1800 kJW = ?

Теплова машина за кожен цикл отримує 2400 kJ теплоти від гарячого резервуара й віддає 1800 kJ холодному. Знайдіть корисну роботу W, яку вона виконує за цикл.

QH = 2400 kJQL = 1800 kJ
W = kJ
2.Легка
кухняхолодильна камераRQ̇H​Q̇L​ = 0,44 kWẆ = 0,2 kW

Холодильник відводить теплоту з холодильної камери з потоком 0,44 kW, а його компресор споживає 0,2 kW. Знайдіть його холодильний коефіцієнт COPR.

Q̇L = 0,44 kWẆ = 0,2 kW
COPR =
3.Середня
TH​ = 350 °CTL​ = ?EQH​ = 2600 kJQL​ = 1140 kJW

Оборотний тепловий двигун (Карно) отримує за цикл 2600 kJ теплоти від резервуара з температурою 350 °C і віддає 1140 kJ. Знайдіть температуру TL холодного резервуара в °C.

TH = 350 °CQH = 2600 kJQL = 1140 kJ
TL = °C
4.Середня
TH​ = 500 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​η = 45%

Тепловий двигун отримує теплоту від джерела з температурою 500 °C і віддає теплоту довкіллю з температурою 40 °C. Його дійсний термічний ККД 45 %. Знайдіть його ексергетичний ККД (за другим законом) ηII — відношення дійсного ККД до ККД Карно.

TH = 500 °CTL = 40 °Cη = 45%
ηII = %
5.Складна
TH​ = 22 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 11 kWQ̇L​Ẇ

Тепловий насос підтримує в будинку 22 °C, коли надворі -10 °C, і подає в будинок 11 kW теплоти. Знайдіть найбільший можливий холодильний коефіцієнт COPmax.

TH = 22 °CTL = -10 °CQ̇H = 11 kW
COPmax =
6.Складна
TH​ = 700 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 4300 kJQL​ = 2193 kJW = 2107 kJ

Тепловий двигун за цикл отримує 4300 kJ теплоти від резервуара з температурою 700 °C, виконує 2107 kJ роботи, а решту віддає резервуару з температурою 15 °C. Знайдіть сумарне генерування ентропії Sgen за цикл.

TH = 700 °CTL = 15 °CQH = 4300 kJW = 2107 kJ
Sgen = kJ/K

Ключ відповідей

  1. 1. W = 600 kJ
  2. 2. COPR = 2,2
  3. 3. TL = 0,07731 °C
  4. 4. ηII = 75,63 %
  5. 5. COPmax = 9,223
  6. 6. Sgen = 3,192 kJ/K

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