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 = 400 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 400 MW com eficiência térmica de 50%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 400 MWη = 50%
Q̇H = MW
2.Fácil
cozinhaespaço frioRQ̇H​Q̇L​ = 2,64 kWẆ = 1,2 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 2,64 kW enquanto seu compressor consome 1,2 kW de potência. Encontre seu coeficiente de desempenho COPR.

Q̇L = 2,64 kWẆ = 1,2 kW
COPR =
3.Média
TH​ = 375 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 600 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 375 °C e um reservatório frio a 40 °C. Ela recebe 600 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 375 °CTL = 40 °CQH = 600 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 400 °CTL​ = ?EQH​ = 4900 kJQL​ = 2279 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 4900 kJ de calor de um reservatório a 400 °C e rejeita 2279 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 400 °CQH = 4900 kJQL = 2279 kJ
TL = °C
5.Difícil
TH​ = 600 °CT0​ = 20 °CTL​ = -30 °CERWQ̇H​ = 90 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 90 kW de calor de uma fonte a 600 °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 -30 °C e também rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 600 °CT0 = 20 °CTL = -30 °CQ̇H = 90 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 11 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 22 °C enquanto faz 7 °C lá fora, fornecendo 11 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 22 °CTL = 7 °CQ̇H = 11 kW
Ẇmin = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 800 MW
  2. 2. COPR = 2,2
  3. 3. Wmax = 310,1 kJ
  4. 4. TL = 39,93 °C
  5. 5. Q̇L = 290,7 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,559 kW

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