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​ = 1800 kJQL​ = 1260 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 1800 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1260 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 1800 kJQL = 1260 kJ
W = kJ
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 7 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 2,9 entrega 7 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 2,9Q̇H = 7 kW
Ẇ = kW
3.Média
TH​ = 40 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 9 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a 2 °C retirando 9 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 40 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = 2 °CTH = 40 °CQ̇L = 9 kW
Q̇H = kW
4.Média
TH​ = 650 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 650 °C e um reservatório frio a 10 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 650 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 900 °CT0​ = 30 °CTL​ = -20 °CERWQ̇H​ = 80 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 80 kW de calor de uma fonte a 900 °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 -20 °C e também rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 900 °CT0 = 30 °CTL = -20 °CQ̇H = 80 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 300 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 1400 kJQL​ = 980 kJW = 420 kJ

Uma máquina térmica recebe 1400 kJ de calor de um reservatório a 300 °C, produz 420 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 15 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 300 °CTL = 15 °CQH = 1400 kJW = 420 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. W = 540 kJ
  2. 2. Ẇ = 2,414 kW
  3. 3. Q̇H = 10,24 kW
  4. 4. ηmax = 69,33 %
  5. 5. Q̇L = 300,4 kW
  6. 6. Sgen = 0,9584 kJ/K

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