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 = 50 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 50 MW com eficiência térmica de 50%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 50 MWη = 50%
Q̇H = MW
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 9,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 3,6 entrega 9,5 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 3,6Q̇H = 9,5 kW
Ẇ = kW
3.Média
TH​ = 350 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​η = 40%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 350 °C e rejeita calor para o ambiente a 15 °C. Sua eficiência térmica real é 40%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 350 °CTL = 15 °Cη = 40%
ηII = %
4.Média
TH​ = 375 °CTL​ = 5 °CEQH​ = 3400 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 375 °C e um reservatório frio a 5 °C. Ela recebe 3400 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 375 °CTL = 5 °CQH = 3400 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 11 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 22 °C enquanto faz 5 °C lá fora, fornecendo 11 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 22 °CTL = 5 °CQ̇H = 11 kW
Ẇmin = kW
6.Difícil
TH​ = 20 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 20 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 20 kW de calor a um sistema de aquecimento a 20 °C, retirando calor de uma fonte a 2 °C. Seu COP real é 35% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 20 °CTL = 2 °CηII = 35%Q̇H = 20 kW
Ẇ = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 100 MW
  2. 2. Ẇ = 2,639 kW
  3. 3. ηII = 74,41 %
  4. 4. Wmax = 1941 kJ
  5. 5. Ẇmin = 0,6336 kW
  6. 6. Ẇ = 3,509 kW

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