1.Fácil
Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,4 entrega 16 kW de calor a uma casa. Encontre a taxa Q̇L com que ela retira calor do ar externo.
COPHP = 4,4Q̇H = 16 kW
Q̇L = kW
Lista de exercícios de Máquinas térmicas e refrigeradores com respostas
2.Fácil
Uma máquina térmica recebe 4000 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2800 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.
QH = 4000 kJQL = 2800 kJ
η = %
3.Média
Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a 2 °C retirando 3,5 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 40 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.
TL = 2 °CTH = 40 °CQ̇L = 3,5 kW
Q̇H = kW
4.Média
Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 3600 kJ de calor de um reservatório a 400 °C e rejeita 1728 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.
TH = 400 °CQH = 3600 kJQL = 1728 kJ
TL = °C
5.Difícil
Uma máquina térmica de Carnot recebe 20 kW de calor de uma fonte a 1000 °C e rejeita calor para o ambiente a 27 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -30 °C e também rejeita calor para o ambiente a 27 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.
TH = 1000 °CT0 = 27 °CTL = -30 °CQ̇H = 20 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
Uma bomba de calor entrega 11,5 kW de calor a um sistema de aquecimento a 21 °C, retirando calor de uma fonte a 2 °C. Seu COP real é 60% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.
TH = 21 °CTL = 2 °CηII = 60%Q̇H = 11,5 kW
Ẇ = kW
Gabarito
- 1. Q̇L = 12,36 kW
- 2. η = 30 %
- 3. Q̇H = 3,983 kW
- 4. TL = 49,96 °C
- 5. Q̇L = 65,2 kW
- 6. Ẇ = 1,238 kW
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