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 35%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 200 MWη = 35%
Q̇H = MW
2.Fácil
cozinhaespaço frioRQ̇H​Q̇L​ = 2,1 kWẆ = 0,7 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 2,1 kW enquanto seu compressor consome 0,7 kW de potência. Encontre seu coeficiente de desempenho COPR.

Q̇L = 2,1 kWẆ = 0,7 kW
COPR =
3.Média
TH​ = 250 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 250 °C e um reservatório frio a 15 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 250 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 550 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 1900 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 550 °C e um reservatório frio a 15 °C. Ela recebe 1900 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 550 °CTL = 15 °CQH = 1900 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 25 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1,5 kWẆ

Uma geladeira mantém o espaço frio a -10 °C em uma cozinha a 25 °C, retirando calor do espaço frio a 1,5 kW. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 25 °CTL = -10 °CQ̇L = 1,5 kW
COPmax =
6.Difícil
TH​ = 400 °CT0​ = 20 °CTL​ = 0 °CERWQ̇H​ = 40 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 40 kW de calor de uma fonte a 400 °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 0 °C e também rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 400 °CT0 = 20 °CTL = 0 °CQ̇H = 40 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 571,4 MW
  2. 2. COPR = 3
  3. 3. ηmax = 44,92 %
  4. 4. Wmax = 1235 kJ
  5. 5. COPmax = 7,519
  6. 6. Q̇L = 308,4 kW

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