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​ = 2500 kJQL​ = 2000 kJW

Uma máquina térmica recebe 2500 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2000 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 2500 kJQL = 2000 kJ
η = %
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 750 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 750 MW com eficiência térmica de 35%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 750 MWη = 35%
Q̇H = MW
3.Média
TH​ = 425 °CTL​ = ?EQH​ = 3600 kJQL​ = 1537 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 3600 kJ de calor de um reservatório a 425 °C e rejeita 1537 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 425 °CQH = 3600 kJQL = 1537 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 450 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 450 °C e um reservatório frio a 35 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 450 °CTL = 35 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 750 °CT0​ = 27 °CTL​ = -5 °CERWQ̇H​ = 10 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 10 kW de calor de uma fonte a 750 °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 -5 °C e também rejeita calor para o ambiente a 27 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 750 °CT0 = 27 °CTL = -5 °CQ̇H = 10 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 21 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 21 °C enquanto faz 2 °C lá fora, fornecendo 5 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 21 °CTL = 2 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW

Gabarito

  1. 1. η = 20 %
  2. 2. Q̇H = 2143 MW
  3. 3. TL = 24,92 °C
  4. 4. ηmax = 57,39 %
  5. 5. Q̇L = 59,21 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,323 kW

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