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
房屋室外空气HPQ̇H​ = 11 kWQ̇L​ = ?Ẇ

一台性能系数为 3 的热泵向房屋提供 11 kW 的热量。 求它从室外空气中吸取热量的速率 Q̇L。

COPHP = 3Q̇H = 11 kW
Q̇L = kW
2.简单
高温热源低温热源EQH​ = 2800 kJQL​ = 1820 kJW = ?

一台热机每个循环从高温热源吸收 2800 kJ 热量,向低温热源放出 1820 kJ。 求每个循环输出的净功 W。

QH = 2800 kJQL = 1820 kJ
W = kJ
3.中等
TH​ = 650 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​η = 40%

一台热机从 650 °C 的热源吸热,向 35 °C 的环境放热。其实际热效率为 40%。求其第二定律效率 ηII,即实际效率与卡诺效率之比。

TH = 650 °CTL = 35 °Cη = 40%
ηII = %
4.中等
TH​ = 325 °CTL​ = ?EQH​ = 4100 kJQL​ = 1872 kJW

一台可逆(卡诺)热机每个循环从 325 °C 的热源吸收 4100 kJ 热量,放出 1872 kJ。求冷源的温度 TL,以 °C 表示。

TH = 325 °CQH = 4100 kJQL = 1872 kJ
TL = °C
5.困难
TH​ = 30 °CTL​ = 5 °CRQ̇H​Q̇L​ = 2.5 kWẆ

一台冰箱在 30 °C 的厨房中将冷藏室保持在 5 °C,以 2.5 kW 从冷藏室移走热量。 求可能的最高性能系数 COPmax。

TH = 30 °CTL = 5 °CQ̇L = 2.5 kW
COPmax =
6.困难
TH​ = 20 °CTL​ = 10 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ = ?

一台热泵从 10 °C 的热源吸热,向 20 °C 的供暖系统提供 12 kW 的热量。其实际 COP 为这两个温度之间卡诺 COP 的 30%。求它消耗的电功率 Ẇ。

TH = 20 °CTL = 10 °CηII = 30%Q̇H = 12 kW
Ẇ = kW

答案

  1. 1. Q̇L = 7.333 kW
  2. 2. W = 980 kJ
  3. 3. ηII = 60.04 %
  4. 4. TL = −0.04346 °C
  5. 5. COPmax = 11.13
  6. 6. Ẇ = 1.364 kW

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