Lista de exercícios de Máquinas térmicas e refrigeradores com respostas

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,2 entrega 17 kW de calor a uma casa. Encontre a taxa Q̇_L com que ela retira calor do ar externo.

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 7,74 kW enquanto seu compressor consome 1,8 kW de potência. Encontre seu coeficiente de desempenho COP_R.

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 700 °C e rejeita calor para o ambiente a 25 °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 opera entre um reservatório quente a 500 °C e um reservatório frio a 5 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível η_max.

Duas máquinas de Carnot trabalham em série. A máquina A recebe calor de um reservatório a 1200 °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 40 °C. As duas máquinas têm a mesma eficiência térmica. Encontre T_m em °C.

Uma máquina térmica de Carnot recebe 20 kW de calor de uma fonte a 850 °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 Q̇_L com que o calor é retirado do freezer.