Lista de exercícios de Máquinas térmicas e refrigeradores com respostas

Lista de exercícios de Máquinas térmicas e refrigeradores grátis para imprimir: 6 exercícios do nível fácil ao nível de prova, com gabarito. Imprima ou salve como PDF.

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Nome: ____________________   Data: ____________

1.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 1100 kJQL​ = 660 kJW

Uma máquina térmica recebe 1100 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 660 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 1100 kJQL = 660 kJ
η = %
2.Fácil
cozinhaespaço frioRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 3 kWẆ = 2 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 3 kW enquanto seu compressor consome 2 kW de potência. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor para a cozinha.

Q̇L = 3 kWẆ = 2 kW
Q̇H = kW
3.Média
TH​ = 800 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 800 °C e um reservatório frio a 35 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 800 °CTL = 35 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 625 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 4100 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 625 °C e um reservatório frio a 25 °C. Ela recebe 4100 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 625 °CTL = 25 °CQH = 4100 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 400 °CT0​ = 27 °CTL​ = -15 °CERWQ̇H​ = 160 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 160 kW de calor de uma fonte a 400 °C e rejeita calor para o ambiente a 27 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -15 °C e também rejeita calor para o ambiente a 27 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 400 °CT0 = 27 °CTL = -15 °CQ̇H = 160 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 850 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 3000 kJQL​ = 1260 kJW = 1740 kJ

Uma máquina térmica recebe 3000 kJ de calor de um reservatório a 850 °C, produz 1740 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 35 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 850 °CTL = 35 °CQH = 3000 kJW = 1740 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. η = 40 %
  2. 2. Q̇H = 5 kW
  3. 3. ηmax = 71,29 %
  4. 4. Wmax = 2739 kJ
  5. 5. Q̇L = 544,9 kW
  6. 6. Sgen = 1,418 kJ/K

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