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 45%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 200 MWη = 45%
Q̇H = MW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 1200 kJQL​ = 660 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 1200 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 660 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 1200 kJQL = 660 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 550 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 3800 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 550 °C e um reservatório frio a 30 °C. Ela recebe 3800 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 550 °CTL = 30 °CQH = 3800 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 30 °CTL​ = 5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 2,5 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a 5 °C retirando 2,5 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = 5 °CTH = 30 °CQ̇L = 2,5 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 350 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 500 kJQL​ = 315 kJW = 185 kJ

Uma máquina térmica recebe 500 kJ de calor de um reservatório a 350 °C, produz 185 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 20 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 350 °CTL = 20 °CQH = 500 kJW = 185 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 55 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 10,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 10,5 kW de calor a um sistema de aquecimento a 55 °C, retirando calor de uma fonte a 2 °C. Seu COP real é 45% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 55 °CTL = 2 °CηII = 45%Q̇H = 10,5 kW
Ẇ = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 444,4 MW
  2. 2. W = 540 kJ
  3. 3. Wmax = 2401 kJ
  4. 4. Q̇H = 2,725 kW
  5. 5. Sgen = 0,2722 kJ/K
  6. 6. Ẇ = 3,769 kW

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