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​ = 4900 kJQL​ = 3185 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 4900 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 3185 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 4900 kJQL = 3185 kJ
W = kJ
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 1300 kJQL​ = 715 kJW

Uma máquina térmica recebe 1300 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 715 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 1300 kJQL = 715 kJ
η = %
3.Média
TH​ = 500 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​η = 42%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 500 °C e rejeita calor para o ambiente a 40 °C. Sua eficiência térmica real é 42%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 500 °CTL = 40 °Cη = 42%
ηII = %
4.Média
TH​ = 900 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​η = 52%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 900 °C e rejeita calor para o ambiente a 35 °C. Sua eficiência térmica real é 52%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 900 °CTL = 35 °Cη = 52%
ηII = %
5.Difícil
TH​ = 650 °CT0​ = 20 °CTL​ = 0 °CERWQ̇H​ = 120 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 120 kW de calor de uma fonte a 650 °C e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a 0 °C e também rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 650 °CT0 = 20 °CTL = 0 °CQ̇H = 120 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 1000 °CT0​ = 25 °CTL​ = 0 °CERWQ̇H​ = 40 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 40 kW de calor de uma fonte a 1000 °C e rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a 0 °C e também rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 1000 °CT0 = 25 °CTL = 0 °CQ̇H = 40 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. W = 1715 kJ
  2. 2. η = 45 %
  3. 3. ηII = 70,59 %
  4. 4. ηII = 70,52 %
  5. 5. Q̇L = 1118 kW
  6. 6. Q̇L = 334,7 kW

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