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​ = 4700 kJQL​ = 3760 kJW

Uma máquina térmica recebe 4700 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 3760 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 4700 kJQL = 3760 kJ
η = %
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 16,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,2 entrega 16,5 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 4,2Q̇H = 16,5 kW
Ẇ = kW
3.Média
TH​ = 500 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 900 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 500 °C e um reservatório frio a 30 °C. Ela recebe 900 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 500 °CTL = 30 °CQH = 900 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 475 °CTL​ = ?EQH​ = 1300 kJQL​ = 570 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 1300 kJ de calor de um reservatório a 475 °C e rejeita 570 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 475 °CQH = 1300 kJQL = 570 kJ
TL = °C
5.Difícil
TH​ = 700 °CT0​ = 30 °CTL​ = -30 °CERWQ̇H​ = 100 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 100 kW de calor de uma fonte a 700 °C e rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -30 °C e também rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 700 °CT0 = 30 °CTL = -30 °CQ̇H = 100 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 35 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3 kWẆ

Uma geladeira mantém o espaço frio a 2 °C em uma cozinha a 35 °C, retirando calor do espaço frio a 3 kW. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 35 °CTL = 2 °CQ̇L = 3 kW
COPmax =

Gabarito

  1. 1. η = 20 %
  2. 2. Ẇ = 3,929 kW
  3. 3. Wmax = 547,1 kJ
  4. 4. TL = 54,89 °C
  5. 5. Q̇L = 279 kW
  6. 6. COPmax = 8,338

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