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​ = 2160 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 2700 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2160 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 2700 kJQL = 2160 kJ
W = kJ
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 3500 kJQL​ = 2800 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 3500 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2800 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 3500 kJQL = 2800 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 400 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​η = 28%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 400 °C e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Sua eficiência térmica real é 28%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 400 °CTL = 20 °Cη = 28%
ηII = %
4.Média
TH​ = 450 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​η = 23%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 450 °C e rejeita calor para o ambiente a 40 °C. Sua eficiência térmica real é 23%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 450 °CTL = 40 °Cη = 23%
ηII = %
5.Difícil
TH​ = 20 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 13 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 20 °C enquanto faz 5 °C lá fora, fornecendo 13 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 20 °CTL = 5 °CQ̇H = 13 kW
Ẇmin = kW
6.Difícil
TH​ = 800 °CT0​ = 25 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 80 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 80 kW de calor de uma fonte a 800 °C e rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -10 °C e também rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 800 °CT0 = 25 °CTL = -10 °CQ̇H = 80 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. W = 540 kJ
  2. 2. W = 700 kJ
  3. 3. ηII = 49,6 %
  4. 4. ηII = 40,57 %
  5. 5. Ẇmin = 0,6652 kW
  6. 6. Q̇L = 434,4 kW

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