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​ = 1300 kJQL​ = 780 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 1300 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 780 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 1300 kJQL = 780 kJ
W = kJ
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 750 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 750 MW com eficiência térmica de 45%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 750 MWη = 45%
Q̇L = MW
3.Média
TH​ = 300 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​η = 23%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 300 °C e rejeita calor para o ambiente a 40 °C. Sua eficiência térmica real é 23%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 300 °CTL = 40 °Cη = 23%
ηII = %
4.Média
TH​ = 775 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 775 °C e um reservatório frio a 15 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 775 °CTL = 15 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 30 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 5 kWẆ = ?

Uma geladeira mantém o espaço frio a 4 °C em uma cozinha a 30 °C, retirando calor do espaço frio a 5 kW. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 30 °CTL = 4 °CQ̇L = 5 kW
Ẇmin = kW
6.Difícil
TH​ = 20 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 8 kWQ̇L​Ẇ

Uma bomba de calor mantém uma casa a 20 °C enquanto faz -10 °C lá fora, fornecendo 8 kW de calor à casa. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 8 kW
COPmax =

Gabarito

  1. 1. W = 520 kJ
  2. 2. Q̇L = 916,7 MW
  3. 3. ηII = 50,7 %
  4. 4. ηmax = 72,51 %
  5. 5. Ẇmin = 0,4691 kW
  6. 6. COPmax = 9,772

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