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​ = 10 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 2,6 entrega 10 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 2,6Q̇H = 10 kW
Ẇ = kW
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 16,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,8 entrega 16,5 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 4,8Q̇H = 16,5 kW
Ẇ = kW
3.Média
TH​ = 675 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 800 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 675 °C e um reservatório frio a 15 °C. Ela recebe 800 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 675 °CTL = 15 °CQH = 800 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 325 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 2000 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 325 °C e um reservatório frio a 30 °C. Ela recebe 2000 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 325 °CTL = 30 °CQH = 2000 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 21 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 6,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 6,5 kW de calor a um sistema de aquecimento a 21 °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 = 21 °CTL = -10 °CηII = 50%Q̇H = 6,5 kW
Ẇ = kW
6.Difícil
TH​ = 600 °CT0​ = 30 °CTL​ = -15 °CERWQ̇H​ = 60 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 60 kW de calor de uma fonte a 600 °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 -15 °C e também rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 600 °CT0 = 30 °CTL = -15 °CQ̇H = 60 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. Ẇ = 3,846 kW
  2. 2. Ẇ = 3,438 kW
  3. 3. Wmax = 556,9 kJ
  4. 4. Wmax = 986,4 kJ
  5. 5. Ẇ = 1,37 kW
  6. 6. Q̇L = 224,7 kW

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