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​ = 1100 kJQL​ = 605 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 1100 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 605 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 1100 kJQL = 605 kJ
W = kJ
2.Fácil
cozinhaespaço frioRQ̇H​Q̇L​ = 1,08 kWẆ = 0,4 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 1,08 kW enquanto seu compressor consome 0,4 kW de potência. Encontre seu coeficiente de desempenho COPR.

Q̇L = 1,08 kWẆ = 0,4 kW
COPR =
3.Média
TH​ = 250 °CTL​ = ?EQH​ = 1400 kJQL​ = 798 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 1400 kJ de calor de um reservatório a 250 °C e rejeita 798 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 250 °CQH = 1400 kJQL = 798 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 775 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 775 °C e um reservatório frio a 35 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 775 °CTL = 35 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 650 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 2000 kJQL​ = 900 kJW = 1100 kJ

Uma máquina térmica recebe 2000 kJ de calor de um reservatório a 650 °C, produz 1100 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 20 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 650 °CTL = 20 °CQH = 2000 kJW = 1100 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 45 °CTL​ = 10 °CHPQ̇H​ = 11 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 11 kW de calor a um sistema de aquecimento a 45 °C, retirando calor de uma fonte a 10 °C. Seu COP real é 45% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 45 °CTL = 10 °CηII = 45%Q̇H = 11 kW
Ẇ = kW

Gabarito

  1. 1. W = 495 kJ
  2. 2. COPR = 2,7
  3. 3. TL = 25,05 °C
  4. 4. ηmax = 70,6 %
  5. 5. Sgen = 0,9036 kJ/K
  6. 6. Ẇ = 2,689 kW

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