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 = 100 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 100 MW com eficiência térmica de 30%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 100 MWη = 30%
Q̇H = MW
2.Fácil
cozinhaespaço frioRQ̇H​Q̇L​ = 5,6 kWẆ = 2,8 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 5,6 kW enquanto seu compressor consome 2,8 kW de potência. Encontre seu coeficiente de desempenho COPR.

Q̇L = 5,6 kWẆ = 2,8 kW
COPR =
3.Média
TH​ = 800 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​η = 52%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 800 °C e rejeita calor para o ambiente a 10 °C. Sua eficiência térmica real é 52%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 800 °CTL = 10 °Cη = 52%
ηII = %
4.Média
TH​ = 375 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 375 °C e um reservatório frio a 30 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 375 °CTL = 30 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 1000 °CT0​ = 25 °CTL​ = -30 °CERWQ̇H​ = 120 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 120 kW de calor de uma fonte a 1000 °C e rejeita calor para o ambiente a 25 °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 25 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 1000 °CT0 = 25 °CTL = -30 °CQ̇H = 120 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 20 °CTL​ = 10 °CHPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 10 kW de calor a um sistema de aquecimento a 20 °C, retirando calor de uma fonte a 10 °C. Seu COP real é 40% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 20 °CTL = 10 °CηII = 40%Q̇H = 10 kW
Ẇ = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 333,3 MW
  2. 2. COPR = 2
  3. 3. ηII = 70,64 %
  4. 4. ηmax = 53,23 %
  5. 5. Q̇L = 406,3 kW
  6. 6. Ẇ = 0,8528 kW

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