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
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 200 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 200 MW com eficiência térmica de 30%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 200 MWη = 30%
Q̇H = MW
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 6,5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,9 entrega 6,5 kW de calor a uma casa. Encontre a taxa Q̇L com que ela retira calor do ar externo.

COPHP = 4,9Q̇H = 6,5 kW
Q̇L = kW
3.Média
TH​ = 35 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a 2 °C retirando 4 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 35 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = 2 °CTH = 35 °CQ̇L = 4 kW
Q̇H = kW
4.Média
TH​ = 750 °CTL​ = ?EQH​ = 2600 kJQL​ = 745 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 2600 kJ de calor de um reservatório a 750 °C e rejeita 745 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 750 °CQH = 2600 kJQL = 745 kJ
TL = °C
5.Difícil
TH​ = 400 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 3900 kJQL​ = 2769 kJW = 1131 kJ

Uma máquina térmica recebe 3900 kJ de calor de um reservatório a 400 °C, produz 1131 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 15 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 400 °CTL = 15 °CQH = 3900 kJW = 1131 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 45 °CTL​ = 10 °CHPQ̇H​ = 5,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 5,5 kW de calor a um sistema de aquecimento a 45 °C, retirando calor de uma fonte a 10 °C. Seu COP real é 50% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 45 °CTL = 10 °CηII = 50%Q̇H = 5,5 kW
Ẇ = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 666,7 MW
  2. 2. Q̇L = 5,173 kW
  3. 3. Q̇H = 4,48 kW
  4. 4. TL = 20,02 °C
  5. 5. Sgen = 3,816 kJ/K
  6. 6. Ẇ = 1,21 kW

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