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​ = 4100 kJQL​ = 3075 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 4100 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 3075 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 4100 kJQL = 3075 kJ
W = kJ
2.Fácil
cozinhaespaço frioRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 1,44 kWẆ = 0,9 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 1,44 kW enquanto seu compressor consome 0,9 kW de potência. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor para a cozinha.

Q̇L = 1,44 kWẆ = 0,9 kW
Q̇H = kW
3.Média
TH​ = 550 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 550 °C e um reservatório frio a 35 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 550 °CTL = 35 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 800 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 800 °C e um reservatório frio a 35 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 800 °CTL = 35 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 550 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 3500 kJQL​ = 1925 kJW = 1575 kJ

Uma máquina térmica recebe 3500 kJ de calor de um reservatório a 550 °C, produz 1575 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 20 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 550 °CTL = 20 °CQH = 3500 kJW = 1575 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 35 °CTL​ = 10 °CHPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 10 kW de calor a um sistema de aquecimento a 35 °C, retirando calor de uma fonte a 10 °C. Seu COP real é 30% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 35 °CTL = 10 °CηII = 30%Q̇H = 10 kW
Ẇ = kW

Gabarito

  1. 1. W = 1025 kJ
  2. 2. Q̇H = 2,34 kW
  3. 3. ηmax = 62,56 %
  4. 4. ηmax = 71,29 %
  5. 5. Sgen = 2,315 kJ/K
  6. 6. Ẇ = 2,704 kW

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