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​ = 4600 kJQL​ = 2760 kJW

Uma máquina térmica recebe 4600 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2760 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 4600 kJQL = 2760 kJ
η = %
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 700 kJQL​ = 560 kJW

Uma máquina térmica recebe 700 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 560 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 700 kJQL = 560 kJ
η = %
3.Média
TH​ = 525 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 1000 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 525 °C e um reservatório frio a 10 °C. Ela recebe 1000 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 525 °CTL = 10 °CQH = 1000 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 200 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 200 °C e um reservatório frio a 40 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 200 °CTL = 40 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 600 °CT0​ = 25 °CTL​ = -30 °CERWQ̇H​ = 10 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 10 kW de calor de uma fonte a 600 °C e rejeita calor para o ambiente a 25 °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 25 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 600 °CT0 = 25 °CTL = -30 °CQ̇H = 10 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 600 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 4500 kJQL​ = 2385 kJW = 2115 kJ

Uma máquina térmica recebe 4500 kJ de calor de um reservatório a 600 °C, produz 2115 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 15 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 600 °CTL = 15 °CQH = 4500 kJW = 2115 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. η = 40 %
  2. 2. η = 20 %
  3. 3. Wmax = 645,2 kJ
  4. 4. ηmax = 33,82 %
  5. 5. Q̇L = 29,11 kW
  6. 6. Sgen = 3,123 kJ/K

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