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​ = 18 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 3,4 entrega 18 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 3,4Q̇H = 18 kW
Ẇ = kW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 2000 kJQL​ = 1600 kJW

Uma máquina térmica recebe 2000 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1600 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 2000 kJQL = 1600 kJ
η = %
3.Média
TH​ = 20 °CTL​ = 0 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a 0 °C retirando 4 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = 0 °CTH = 20 °CQ̇L = 4 kW
Q̇H = kW
4.Média
TH​ = 400 °CTL​ = ?EQH​ = 3700 kJQL​ = 1639 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 3700 kJ de calor de um reservatório a 400 °C e rejeita 1639 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 400 °CQH = 3700 kJQL = 1639 kJ
TL = °C
5.Difícil
TH​ = 450 °CT0​ = 20 °CTL​ = -25 °CERWQ̇H​ = 160 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 160 kW de calor de uma fonte a 450 °C e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -25 °C e também rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 450 °CT0 = 20 °CTL = -25 °CQ̇H = 160 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 21 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 4 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 21 °C enquanto faz 2 °C lá fora, fornecendo 4 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 21 °CTL = 2 °CQ̇H = 4 kW
Ẇmin = kW

Gabarito

  1. 1. Ẇ = 5,294 kW
  2. 2. η = 20 %
  3. 3. Q̇H = 4,293 kW
  4. 4. TL = 25,04 °C
  5. 5. Q̇L = 524,6 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,2584 kW

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