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​ = 1500 kJQL​ = 1125 kJW

Uma máquina térmica recebe 1500 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1125 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 1500 kJQL = 1125 kJ
η = %
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 3800 kJQL​ = 2280 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 3800 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2280 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 3800 kJQL = 2280 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 500 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​η = 30%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 500 °C e rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Sua eficiência térmica real é 30%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 500 °CTL = 30 °Cη = 30%
ηII = %
4.Média
TH​ = 775 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 775 °C e um reservatório frio a 15 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 775 °CTL = 15 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 800 °CT0​ = 30 °CTL​ = -5 °CERWQ̇H​ = 90 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 90 kW de calor de uma fonte a 800 °C e rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -5 °C e também rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 800 °CT0 = 30 °CTL = -5 °CQ̇H = 90 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 35 °CTL​ = 10 °CHPQ̇H​ = 15,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 15,5 kW de calor a um sistema de aquecimento a 35 °C, retirando calor de uma fonte a 10 °C. Seu COP real é 60% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 35 °CTL = 10 °CηII = 60%Q̇H = 15,5 kW
Ẇ = kW

Gabarito

  1. 1. η = 25 %
  2. 2. W = 1520 kJ
  3. 3. ηII = 49,35 %
  4. 4. ηmax = 72,51 %
  5. 5. Q̇L = 494,7 kW
  6. 6. Ẇ = 2,096 kW

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