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 = 150 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 150 MW com eficiência térmica de 50%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 150 MWη = 50%
Q̇L = MW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 4800 kJQL​ = 2880 kJW

Uma máquina térmica recebe 4800 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2880 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 4800 kJQL = 2880 kJ
η = %
3.Média
TH​ = 650 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​η = 43%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 650 °C e rejeita calor para o ambiente a 35 °C. Sua eficiência térmica real é 43%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 650 °CTL = 35 °Cη = 43%
ηII = %
4.Média
TH​ = 575 °CTL​ = ?EQH​ = 2000 kJQL​ = 738 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 2000 kJ de calor de um reservatório a 575 °C e rejeita 738 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 575 °CQH = 2000 kJQL = 738 kJ
TL = °C
5.Difícil
TH​ = 1000 °CT0​ = 20 °CTL​ = -30 °CERWQ̇H​ = 180 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 180 kW de calor de uma fonte a 1000 °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 = 1000 °CT0 = 20 °CTL = -30 °CQ̇H = 180 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 7 kWQ̇L​Ẇ = ?

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

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

Gabarito

  1. 1. Q̇L = 150 MW
  2. 2. η = 40 %
  3. 3. ηII = 64,55 %
  4. 4. TL = 39,82 °C
  5. 5. Q̇L = 673,8 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,3558 kW

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