Lista de exercícios de Máquinas térmicas e refrigeradores com respostas

Uma usina entrega uma potência líquida de 1000 MW com eficiência térmica de 25%. Encontre a taxa Q̇_L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 0,99 kW enquanto seu compressor consome 0,3 kW de potência. Encontre seu coeficiente de desempenho COP_R.

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 675 °C e um reservatório frio a 30 °C. Ela recebe 800 kJ de calor. Encontre o maior trabalho W_max que ela poderia produzir.

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 350 °C e rejeita calor para o ambiente a 10 °C. Sua eficiência térmica real é 38%. Encontre sua eficiência de segunda lei η_II, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

Uma máquina térmica de Carnot recebe 60 kW de calor de uma fonte a 650 °C e rejeita calor para o ambiente a 30 °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 30 °C. Encontre a taxa Q̇_L com que o calor é retirado do freezer.

Duas máquinas de Carnot trabalham em série. A máquina A recebe calor de um reservatório a 650 °C e rejeita calor para um reservatório intermediário à temperatura T_m. A máquina B recebe todo esse calor e rejeita calor para um reservatório a 20 °C. As duas máquinas têm a mesma eficiência térmica. Encontre T_m em °C.