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​ = 1700 kJQL​ = 1360 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 1700 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1360 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 1700 kJQL = 1360 kJ
W = kJ
2.Fácil
cozinhaespaço frioRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 5,16 kWẆ = 1,2 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 5,16 kW enquanto seu compressor consome 1,2 kW de potência. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor para a cozinha.

Q̇L = 5,16 kWẆ = 1,2 kW
Q̇H = kW
3.Média
TH​ = 450 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 2900 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 450 °C e um reservatório frio a 10 °C. Ela recebe 2900 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 450 °CTL = 10 °CQH = 2900 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 500 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​η = 31%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 500 °C e rejeita calor para o ambiente a 15 °C. Sua eficiência térmica real é 31%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 500 °CTL = 15 °Cη = 31%
ηII = %
5.Difícil
TH​ = 600 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 2100 kJQL​ = 1281 kJW = 819 kJ

Uma máquina térmica recebe 2100 kJ de calor de um reservatório a 600 °C, produz 819 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 35 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 600 °CTL = 35 °CQH = 2100 kJW = 819 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ

Uma bomba de calor mantém uma casa a 22 °C enquanto faz 5 °C lá fora, fornecendo 12 kW de calor à casa. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 22 °CTL = 5 °CQ̇H = 12 kW
COPmax =

Gabarito

  1. 1. W = 340 kJ
  2. 2. Q̇H = 6,36 kW
  3. 3. Wmax = 1765 kJ
  4. 4. ηII = 49,42 %
  5. 5. Sgen = 1,752 kJ/K
  6. 6. COPmax = 17,36

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