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
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 2200 kJQL​ = 1430 kJW

Uma máquina térmica recebe 2200 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1430 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 2200 kJQL = 1430 kJ
η = %
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 300 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 300 MW com eficiência térmica de 42%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 300 MWη = 42%
Q̇H = MW
3.Média
TH​ = 200 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 200 °C e um reservatório frio a 15 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 200 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 28 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 2 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a 2 °C retirando 2 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 28 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = 2 °CTH = 28 °CQ̇L = 2 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 650 °CT0​ = 27 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 200 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 200 kW de calor de uma fonte a 650 °C e rejeita calor para o ambiente a 27 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -10 °C e também rejeita calor para o ambiente a 27 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 650 °CT0 = 27 °CTL = -10 °CQ̇H = 200 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 750 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 1800 kJQL​ = 1170 kJW = 630 kJ

Uma máquina térmica recebe 1800 kJ de calor de um reservatório a 750 °C, produz 630 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 35 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 750 °CTL = 35 °CQH = 1800 kJW = 630 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. η = 35 %
  2. 2. Q̇H = 714,3 MW
  3. 3. ηmax = 39,1 %
  4. 4. Q̇H = 2,189 kW
  5. 5. Q̇L = 959,9 kW
  6. 6. Sgen = 2,038 kJ/K

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