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
casaar externoHPQ̇H​ = 14 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 3,7 entrega 14 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 3,7Q̇H = 14 kW
Ẇ = kW
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 100 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 100 MW com eficiência térmica de 50%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 100 MWη = 50%
Q̇L = MW
3.Média
TH​ = 275 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 275 °C e um reservatório frio a 40 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 275 °CTL = 40 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 35 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 0,5 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -10 °C retirando 0,5 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 35 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -10 °CTH = 35 °CQ̇L = 0,5 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 32 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1,5 kWẆ = ?

Uma geladeira mantém o espaço frio a -20 °C em uma cozinha a 32 °C, retirando calor do espaço frio a 1,5 kW. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 32 °CTL = -20 °CQ̇L = 1,5 kW
Ẇmin = kW
6.Difícil
TH​ = 950 °CT0​ = 30 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 140 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 140 kW de calor de uma fonte a 950 °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 -10 °C e também rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 950 °CT0 = 30 °CTL = -10 °CQ̇H = 140 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. Ẇ = 3,784 kW
  2. 2. Q̇L = 100 MW
  3. 3. ηmax = 42,87 %
  4. 4. Q̇H = 0,5855 kW
  5. 5. Ẇmin = 0,3081 kW
  6. 6. Q̇L = 692,8 kW

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