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​ = 19,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 3,1 entrega 19,5 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 3,1Q̇H = 19,5 kW
Ẇ = kW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 1500 kJQL​ = 1050 kJW

Uma máquina térmica recebe 1500 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1050 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 1500 kJQL = 1050 kJ
η = %
3.Média
TH​ = 300 °CTL​ = ?EQH​ = 4400 kJQL​ = 2174 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 4400 kJ de calor de um reservatório a 300 °C e rejeita 2174 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 300 °CQH = 4400 kJQL = 2174 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 25 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 8,5 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -25 °C retirando 8,5 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -25 °CTH = 25 °CQ̇L = 8,5 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 30 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1 kWẆ = ?

Uma geladeira mantém o espaço frio a -10 °C em uma cozinha a 30 °C, retirando calor do espaço frio a 1 kW. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 30 °CTL = -10 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW
6.Difícil
TH​ = 21 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 15 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 15 kW de calor a um sistema de aquecimento a 21 °C, retirando calor de uma fonte a -10 °C. Seu COP real é 40% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 21 °CTL = -10 °CηII = 40%Q̇H = 15 kW
Ẇ = kW

Gabarito

  1. 1. Ẇ = 6,29 kW
  2. 2. η = 30 %
  3. 3. TL = 10,04 °C
  4. 4. Q̇H = 10,21 kW
  5. 5. Ẇmin = 0,152 kW
  6. 6. Ẇ = 3,952 kW

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