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 45%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 100 MWη = 45%
Q̇H = MW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 3900 kJQL​ = 2925 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 3900 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2925 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 3900 kJQL = 2925 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 30 °CTL​ = -18 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -18 °C retirando 4 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -18 °CTH = 30 °CQ̇L = 4 kW
Q̇H = kW
4.Média
TH​ = 400 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​η = 37%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 400 °C e rejeita calor para o ambiente a 15 °C. Sua eficiência térmica real é 37%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 400 °CTL = 15 °Cη = 37%
ηII = %
5.Difícil
TH​ = 25 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3,5 kWẆ

Uma geladeira mantém o espaço frio a -25 °C em uma cozinha a 25 °C, retirando calor do espaço frio a 3,5 kW. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 25 °CTL = -25 °CQ̇L = 3,5 kW
COPmax =
6.Difícil
TH​ = 1000 °CT0​ = 30 °CTL​ = -25 °CERWQ̇H​ = 70 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 70 kW de calor de uma fonte a 1000 °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 -25 °C e também rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 1000 °CT0 = 30 °CTL = -25 °CQ̇H = 70 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 222,2 MW
  2. 2. W = 975 kJ
  3. 3. Q̇H = 4,752 kW
  4. 4. ηII = 64,69 %
  5. 5. COPmax = 4,963
  6. 6. Q̇L = 240,6 kW

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