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​ = 12 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4 entrega 12 kW de calor a uma casa. Encontre a taxa Q̇L com que ela retira calor do ar externo.

COPHP = 4Q̇H = 12 kW
Q̇L = kW
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 150 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 150 MW com eficiência térmica de 55%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 150 MWη = 55%
Q̇L = MW
3.Média
TH​ = 650 °CTL​ = ?EQH​ = 1700 kJQL​ = 567 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 1700 kJ de calor de um reservatório a 650 °C e rejeita 567 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 650 °CQH = 1700 kJQL = 567 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 725 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 3900 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 725 °C e um reservatório frio a 15 °C. Ela recebe 3900 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 725 °CTL = 15 °CQH = 3900 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 28 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3,5 kWẆ

Uma geladeira mantém o espaço frio a 2 °C em uma cozinha a 28 °C, retirando calor do espaço frio a 3,5 kW. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 28 °CTL = 2 °CQ̇L = 3,5 kW
COPmax =
6.Difícil
TH​ = 45 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 19 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 19 kW de calor a um sistema de aquecimento a 45 °C, retirando calor de uma fonte a 7 °C. Seu COP real é 55% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 45 °CTL = 7 °CηII = 55%Q̇H = 19 kW
Ẇ = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇L = 9 kW
  2. 2. Q̇L = 122,7 MW
  3. 3. TL = 34,75 °C
  4. 4. Wmax = 2774 kJ
  5. 5. COPmax = 10,58
  6. 6. Ẇ = 4,126 kW

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