热机和制冷机练习卷(附答案)

免费可打印的热机和制冷机练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
厨房冷空间RQ̇H​Q̇L​ = 4.5 kWẆ = 3 kW

一台冰箱以 4.5 kW 的速率从冷空间排出热量,其压缩机消耗 3 kW 的功率。 求其性能系数 COPR。

Q̇L = 4.5 kWẆ = 3 kW
COPR =
2.简单
房屋室外空气HPQ̇H​ = 8.5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

一台性能系数为 3.6 的热泵向房屋提供 8.5 kW 的热量。 求它从室外空气中吸取热量的速率 Q̇L。

COPHP = 3.6Q̇H = 8.5 kW
Q̇L = kW
3.中等
TH​ = 800 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​W

一台热机在 800 °C 的高温热源和 25 °C 的低温热源之间工作。 求可能的最高热效率 ηmax。

TH = 800 °CTL = 25 °C
ηmax = %
4.中等
TH​ = 550 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​η = 49%

一台热机从 550 °C 的热源吸热,向 15 °C 的环境放热。其实际热效率为 49%。求其第二定律效率 ηII,即实际效率与卡诺效率之比。

TH = 550 °CTL = 15 °Cη = 49%
ηII = %
5.困难
TH​ = 550 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 2000 kJQL​ = 1240 kJW = 760 kJ

一台热机每个循环从 550 °C 的热源吸收 2000 kJ 热量,产生 760 kJ 的功,其余热量排向 35 °C 的冷源。求每个循环产生的总熵 Sgen。

TH = 550 °CTL = 35 °CQH = 2000 kJW = 760 kJ
Sgen = kJ/K
6.困难
TH​ = 300 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 600 kJQL​ = 390 kJW = 210 kJ

一台热机每个循环从 300 °C 的热源吸收 600 kJ 热量,产生 210 kJ 的功,其余热量排向 15 °C 的冷源。求每个循环产生的总熵 Sgen。

TH = 300 °CTL = 15 °CQH = 600 kJW = 210 kJ
Sgen = kJ/K

答案

  1. 1. COPR = 1.5
  2. 2. Q̇L = 6.139 kW
  3. 3. ηmax = 72.22 %
  4. 4. ηII = 75.39 %
  5. 5. Sgen = 1.594 kJ/K
  6. 6. Sgen = 0.3066 kJ/K

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