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
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 200 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 200 MW com eficiência térmica de 50%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 200 MWη = 50%
Q̇H = MW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 3000 kJQL​ = 2250 kJW

Uma máquina térmica recebe 3000 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2250 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 3000 kJQL = 2250 kJ
η = %
3.Média
TH​ = 200 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 200 °C e um reservatório frio a 20 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 200 °CTL = 20 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 775 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 2900 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 775 °C e um reservatório frio a 20 °C. Ela recebe 2900 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 775 °CTL = 20 °CQH = 2900 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 21 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 13 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 21 °C enquanto faz -10 °C lá fora, fornecendo 13 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 21 °CTL = -10 °CQ̇H = 13 kW
Ẇmin = kW
6.Difícil
TH​ = 900 °CT0​ = 27 °CTL​ = -15 °CERWQ̇H​ = 60 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 60 kW de calor de uma fonte a 900 °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 -15 °C e também rejeita calor para o ambiente a 27 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 900 °CT0 = 27 °CTL = -15 °CQ̇H = 60 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 400 MW
  2. 2. η = 25 %
  3. 3. ηmax = 38,04 %
  4. 4. Wmax = 2089 kJ
  5. 5. Ẇmin = 1,37 kW
  6. 6. Q̇L = 274,4 kW

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