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​ = 2700 kJQL​ = 1485 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 2700 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1485 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 2700 kJQL = 1485 kJ
W = kJ
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 11 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 3,2 entrega 11 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 3,2Q̇H = 11 kW
Ẇ = kW
3.Média
TH​ = 500 °CTL​ = ?EQH​ = 1100 kJQL​ = 431 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 1100 kJ de calor de um reservatório a 500 °C e rejeita 431 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 500 °CQH = 1100 kJQL = 431 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 475 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 3000 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 475 °C e um reservatório frio a 20 °C. Ela recebe 3000 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 475 °CTL = 20 °CQH = 3000 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 450 °CT0​ = 20 °CTL​ = -30 °CERWQ̇H​ = 130 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 130 kW de calor de uma fonte a 450 °C e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -30 °C e também rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 450 °CT0 = 20 °CTL = -30 °CQ̇H = 130 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = 0 °CHPQ̇H​ = 4,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 4,5 kW de calor a um sistema de aquecimento a 22 °C, retirando calor de uma fonte a 0 °C. Seu COP real é 35% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 22 °CTL = 0 °CηII = 35%Q̇H = 4,5 kW
Ẇ = kW

Gabarito

  1. 1. W = 1215 kJ
  2. 2. Ẇ = 3,438 kW
  3. 3. TL = 29,78 °C
  4. 4. Wmax = 1825 kJ
  5. 5. Q̇L = 375,9 kW
  6. 6. Ẇ = 0,9584 kW

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