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​ = 4100 kJQL​ = 3280 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 4100 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 3280 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 4100 kJQL = 3280 kJ
W = kJ
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 50 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 50 MW com eficiência térmica de 42%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 50 MWη = 42%
Q̇H = MW
3.Média
TH​ = 400 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 4200 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 400 °C e um reservatório frio a 25 °C. Ela recebe 4200 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 400 °CTL = 25 °CQH = 4200 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 375 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 3700 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 375 °C e um reservatório frio a 30 °C. Ela recebe 3700 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 375 °CTL = 30 °CQH = 3700 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 700 °CT0​ = 25 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 10 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 10 kW de calor de uma fonte a 700 °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 -10 °C e também rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 700 °CT0 = 25 °CTL = -10 °CQ̇H = 10 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = -5 °CHPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​Ẇ

Uma bomba de calor mantém uma casa a 22 °C enquanto faz -5 °C lá fora, fornecendo 10 kW de calor à casa. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 22 °CTL = -5 °CQ̇H = 10 kW
COPmax =

Gabarito

  1. 1. W = 820 kJ
  2. 2. Q̇H = 119 MW
  3. 3. Wmax = 2340 kJ
  4. 4. Wmax = 1969 kJ
  5. 5. Q̇L = 52,15 kW
  6. 6. COPmax = 10,93

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