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​ = 19 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 2,9 entrega 19 kW de calor a uma casa. Encontre a taxa Q̇L com que ela retira calor do ar externo.

COPHP = 2,9Q̇H = 19 kW
Q̇L = kW
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 12,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,4 entrega 12,5 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 4,4Q̇H = 12,5 kW
Ẇ = kW
3.Média
TH​ = 700 °CTL​ = ?EQH​ = 2900 kJQL​ = 948 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 2900 kJ de calor de um reservatório a 700 °C e rejeita 948 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 700 °CQH = 2900 kJQL = 948 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 700 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​η = 41%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 700 °C e rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Sua eficiência térmica real é 41%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 700 °CTL = 30 °Cη = 41%
ηII = %
5.Difícil
TH​ = 21 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ

Uma bomba de calor mantém uma casa a 21 °C enquanto faz -10 °C lá fora, fornecendo 12 kW de calor à casa. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 21 °CTL = -10 °CQ̇H = 12 kW
COPmax =
6.Difícil
TH​ = 650 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 2200 kJQL​ = 1166 kJW = 1034 kJ

Uma máquina térmica recebe 2200 kJ de calor de um reservatório a 650 °C, produz 1034 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 25 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 650 °CTL = 25 °CQH = 2200 kJW = 1034 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. Q̇L = 12,45 kW
  2. 2. Ẇ = 2,841 kW
  3. 3. TL = 44,97 °C
  4. 4. ηII = 59,55 %
  5. 5. COPmax = 9,489
  6. 6. Sgen = 1,528 kJ/K

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