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 = 300 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 300 MW com eficiência térmica de 38%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 300 MWη = 38%
Q̇L = MW
2.Fácil
cozinhaespaço frioRQ̇H​Q̇L​ = 8,12 kWẆ = 2,9 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 8,12 kW enquanto seu compressor consome 2,9 kW de potência. Encontre seu coeficiente de desempenho COPR.

Q̇L = 8,12 kWẆ = 2,9 kW
COPR =
3.Média
TH​ = 425 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 500 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 425 °C e um reservatório frio a 25 °C. Ela recebe 500 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 425 °CTL = 25 °CQH = 500 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 450 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 450 °C e um reservatório frio a 20 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 450 °CTL = 20 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 700 °CT0​ = 25 °CTL​ = -15 °CERWQ̇H​ = 60 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 60 kW de calor de uma fonte a 700 °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 -15 °C e também rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 700 °CT0 = 25 °CTL = -15 °CQ̇H = 60 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 900 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 1400 kJQL​ = 574 kJW = 826 kJ

Uma máquina térmica recebe 1400 kJ de calor de um reservatório a 900 °C, produz 826 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 30 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 900 °CTL = 30 °CQH = 1400 kJW = 826 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. Q̇L = 489,5 MW
  2. 2. COPR = 2,8
  3. 3. Wmax = 286,5 kJ
  4. 4. ηmax = 59,46 %
  5. 5. Q̇L = 268,6 kW
  6. 6. Sgen = 0,7001 kJ/K

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