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
casaar externoHPQ̇H​ = 12,5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,7 entrega 12,5 kW de calor a uma casa. Encontre a taxa Q̇L com que ela retira calor do ar externo.

COPHP = 4,7Q̇H = 12,5 kW
Q̇L = kW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 1200 kJQL​ = 900 kJW

Uma máquina térmica recebe 1200 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 900 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 1200 kJQL = 900 kJ
η = %
3.Média
TH​ = 30 °CTL​ = -5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 8 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -5 °C retirando 8 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 = 8 kW
Q̇H = kW
4.Média
TH​ = 250 °CTL​ = ?EQH​ = 4200 kJQL​ = 2394 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 4200 kJ de calor de um reservatório a 250 °C e rejeita 2394 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 250 °CQH = 4200 kJQL = 2394 kJ
TL = °C
5.Difícil
TH​ = 1000 °CT0​ = 30 °CTL​ = -5 °CERWQ̇H​ = 70 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 70 kW de calor de uma fonte a 1000 °C e rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -5 °C e também rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 1000 °CT0 = 30 °CTL = -5 °CQ̇H = 70 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 20 °CTL​ = 0 °CHPQ̇H​ = 13 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 20 °C enquanto faz 0 °C lá fora, fornecendo 13 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 20 °CTL = 0 °CQ̇H = 13 kW
Ẇmin = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇L = 9,84 kW
  2. 2. η = 25 %
  3. 3. Q̇H = 9,044 kW
  4. 4. TL = 25,05 °C
  5. 5. Q̇L = 408,6 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,8869 kW

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