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​ = 2000 kJQL​ = 1600 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 2000 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1600 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 2000 kJQL = 1600 kJ
W = kJ
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 17,5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,7 entrega 17,5 kW de calor a uma casa. Encontre a taxa Q̇L com que ela retira calor do ar externo.

COPHP = 4,7Q̇H = 17,5 kW
Q̇L = kW
3.Média
TH​ = 700 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​η = 28%

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 28%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 700 °CTL = 30 °Cη = 28%
ηII = %
4.Média
TH​ = 200 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 200 °C e um reservatório frio a 25 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 200 °CTL = 25 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 750 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 1400 kJQL​ = 588 kJW = 812 kJ

Uma máquina térmica recebe 1400 kJ de calor de um reservatório a 750 °C, produz 812 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 10 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 750 °CTL = 10 °CQH = 1400 kJW = 812 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 500 °CT0​ = 20 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 10 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 10 kW de calor de uma fonte a 500 °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 -10 °C e também rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 500 °CT0 = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 10 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. W = 400 kJ
  2. 2. Q̇L = 13,78 kW
  3. 3. ηII = 40,67 %
  4. 4. ηmax = 36,99 %
  5. 5. Sgen = 0,7083 kJ/K
  6. 6. Q̇L = 54,46 kW

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