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​ = 1700 kJQL​ = 1190 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 1700 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1190 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 1700 kJQL = 1190 kJ
W = kJ
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 200 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 200 MW com eficiência térmica de 40%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 200 MWη = 40%
Q̇L = MW
3.Média
TH​ = 20 °CTL​ = -5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 5,5 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -5 °C retirando 5,5 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -5 °CTH = 20 °CQ̇L = 5,5 kW
Q̇H = kW
4.Média
TH​ = 800 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​η = 47%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 800 °C e rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Sua eficiência térmica real é 47%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 800 °CTL = 30 °Cη = 47%
ηII = %
5.Difícil
TH​ = 600 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 3000 kJQL​ = 1380 kJW = 1620 kJ

Uma máquina térmica recebe 3000 kJ de calor de um reservatório a 600 °C, produz 1620 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 10 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 600 °CTL = 10 °CQH = 3000 kJW = 1620 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
750 °CTm​ = ?35 °CABWA​WB​

Duas máquinas de Carnot trabalham em série. A máquina A recebe calor de um reservatório a 750 °C e rejeita calor para um reservatório intermediário à temperatura Tm. A máquina B recebe todo esse calor e rejeita calor para um reservatório a 35 °C. As duas máquinas têm a mesma eficiência térmica. Encontre Tm em °C.

TH = 750 °CTL = 35 °C
Tm = °C

Gabarito

  1. 1. W = 510 kJ
  2. 2. Q̇L = 300 MW
  3. 3. Q̇H = 6,013 kW
  4. 4. ηII = 65,5 %
  5. 5. Sgen = 1,438 kJ/K
  6. 6. Tm = 288,4 °C

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