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
casaar externoHPQ̇H​ = 4,5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,3 entrega 4,5 kW de calor a uma casa. Encontre a taxa Q̇L com que ela retira calor do ar externo.

COPHP = 4,3Q̇H = 4,5 kW
Q̇L = kW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 3300 kJQL​ = 1815 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 3300 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1815 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 3300 kJQL = 1815 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 550 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 550 °C e um reservatório frio a 15 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 550 °CTL = 15 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 25 °CTL​ = -5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 6 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -5 °C retirando 6 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -5 °CTH = 25 °CQ̇L = 6 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 28 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1 kWẆ = ?

Uma geladeira mantém o espaço frio a 2 °C em uma cozinha a 28 °C, retirando calor do espaço frio a 1 kW. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 28 °CTL = 2 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW
6.Difícil
TH​ = 550 °CT0​ = 20 °CTL​ = -30 °CERWQ̇H​ = 170 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 170 kW de calor de uma fonte a 550 °C e rejeita calor para o ambiente a 20 °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 20 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 550 °CT0 = 20 °CTL = -30 °CQ̇H = 170 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇L = 3,453 kW
  2. 2. W = 1485 kJ
  3. 3. ηmax = 64,99 %
  4. 4. Q̇H = 6,671 kW
  5. 5. Ẇmin = 0,09449 kW
  6. 6. Q̇L = 532,3 kW

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