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​ = 700 kJQL​ = 385 kJW

Uma máquina térmica recebe 700 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 385 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 700 kJQL = 385 kJ
η = %
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 2200 kJQL​ = 1540 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 2200 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1540 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 2200 kJQL = 1540 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 450 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​η = 34%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 450 °C e rejeita calor para o ambiente a 35 °C. Sua eficiência térmica real é 34%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 450 °CTL = 35 °Cη = 34%
ηII = %
4.Média
TH​ = 700 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 700 °C e um reservatório frio a 10 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 700 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 55 °CTL​ = 0 °CHPQ̇H​ = 5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 5 kW de calor a um sistema de aquecimento a 55 °C, retirando calor de uma fonte a 0 °C. Seu COP real é 45% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 55 °CTL = 0 °CηII = 45%Q̇H = 5 kW
Ẇ = kW
6.Difícil
TH​ = 400 °CT0​ = 20 °CTL​ = -15 °CERWQ̇H​ = 100 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 100 kW de calor de uma fonte a 400 °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 -15 °C e também rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 400 °CT0 = 20 °CTL = -15 °CQ̇H = 100 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. η = 45 %
  2. 2. W = 660 kJ
  3. 3. ηII = 59,25 %
  4. 4. ηmax = 70,9 %
  5. 5. Ẇ = 1,862 kW
  6. 6. Q̇L = 416,4 kW

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