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​ = 2460 kJW

Uma máquina térmica recebe 4100 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2460 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 4100 kJQL = 2460 kJ
η = %
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 1000 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 1000 MW com eficiência térmica de 40%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 1000 MWη = 40%
Q̇L = MW
3.Média
TH​ = 725 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 3400 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 725 °C e um reservatório frio a 35 °C. Ela recebe 3400 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 725 °CTL = 35 °CQH = 3400 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 400 °CTL​ = ?EQH​ = 900 kJQL​ = 392 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 900 kJ de calor de um reservatório a 400 °C e rejeita 392 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 400 °CQH = 900 kJQL = 392 kJ
TL = °C
5.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = -5 °CHPQ̇H​ = 15 kWQ̇L​Ẇ

Uma bomba de calor mantém uma casa a 22 °C enquanto faz -5 °C lá fora, fornecendo 15 kW de calor à casa. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 22 °CTL = -5 °CQ̇H = 15 kW
COPmax =
6.Difícil
TH​ = 750 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 1300 kJQL​ = 546 kJW = 754 kJ

Uma máquina térmica recebe 1300 kJ de calor de um reservatório a 750 °C, produz 754 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 10 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 750 °CTL = 10 °CQH = 1300 kJW = 754 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. η = 40 %
  2. 2. Q̇L = 1500 MW
  3. 3. Wmax = 2350 kJ
  4. 4. TL = 20,04 °C
  5. 5. COPmax = 10,93
  6. 6. Sgen = 0,6577 kJ/K

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