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
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 300 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 300 MW com eficiência térmica de 40%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 300 MWη = 40%
Q̇H = MW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 1800 kJQL​ = 1170 kJW

Uma máquina térmica recebe 1800 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1170 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 1800 kJQL = 1170 kJ
η = %
3.Média
TH​ = 375 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 375 °C e um reservatório frio a 15 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 375 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 20 °CTL​ = -18 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 6 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -18 °C retirando 6 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -18 °CTH = 20 °CQ̇L = 6 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 900 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 3000 kJQL​ = 1890 kJW = 1110 kJ

Uma máquina térmica recebe 3000 kJ de calor de um reservatório a 900 °C, produz 1110 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 40 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 900 °CTL = 40 °CQH = 3000 kJW = 1110 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 11 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 22 °C enquanto faz -10 °C lá fora, fornecendo 11 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 22 °CTL = -10 °CQ̇H = 11 kW
Ẇmin = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 750 MW
  2. 2. η = 35 %
  3. 3. ηmax = 55,54 %
  4. 4. Q̇H = 6,894 kW
  5. 5. Sgen = 3,478 kJ/K
  6. 6. Ẇmin = 1,193 kW

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