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​ = 17 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,6 entrega 17 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 4,6Q̇H = 17 kW
Ẇ = kW
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 16,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 2,8 entrega 16,5 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 2,8Q̇H = 16,5 kW
Ẇ = kW
3.Média
TH​ = 500 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​η = 31%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 500 °C e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Sua eficiência térmica real é 31%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 500 °CTL = 20 °Cη = 31%
ηII = %
4.Média
TH​ = 800 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​η = 40%

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 40%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 800 °CTL = 10 °Cη = 40%
ηII = %
5.Difícil
TH​ = 550 °CT0​ = 20 °CTL​ = -20 °CERWQ̇H​ = 30 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 30 kW de calor de uma fonte a 550 °C e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -20 °C e também rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 550 °CT0 = 20 °CTL = -20 °CQ̇H = 30 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 500 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 3900 kJQL​ = 1911 kJW = 1989 kJ

Uma máquina térmica recebe 3900 kJ de calor de um reservatório a 500 °C, produz 1989 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 10 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 500 °CTL = 10 °CQH = 3900 kJW = 1989 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. Ẇ = 3,696 kW
  2. 2. Ẇ = 5,893 kW
  3. 3. ηII = 49,93 %
  4. 4. ηII = 54,34 %
  5. 5. Q̇L = 122,2 kW
  6. 6. Sgen = 1,705 kJ/K

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