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​ = 2200 kJQL​ = 1210 kJW

Uma máquina térmica recebe 2200 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1210 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 2200 kJQL = 1210 kJ
η = %
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 50 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 50 MW com eficiência térmica de 42%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 50 MWη = 42%
Q̇L = MW
3.Média
TH​ = 225 °CTL​ = ?EQH​ = 2200 kJQL​ = 1339 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 2200 kJ de calor de um reservatório a 225 °C e rejeita 1339 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 225 °CQH = 2200 kJQL = 1339 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 700 °CTL​ = 5 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 700 °C e um reservatório frio a 5 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 700 °CTL = 5 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 900 °CT0​ = 25 °CTL​ = -15 °CERWQ̇H​ = 60 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 60 kW de calor de uma fonte a 900 °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 -15 °C e também rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 900 °CT0 = 25 °CTL = -15 °CQ̇H = 60 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 21 °CTL​ = -5 °CHPQ̇H​ = 13 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 21 °C enquanto faz -5 °C lá fora, fornecendo 13 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 21 °CTL = -5 °CQ̇H = 13 kW
Ẇmin = kW

Gabarito

  1. 1. η = 45 %
  2. 2. Q̇L = 69,05 MW
  3. 3. TL = 30,04 °C
  4. 4. ηmax = 71,42 %
  5. 5. Q̇L = 288,8 kW
  6. 6. Ẇmin = 1,149 kW

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