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​ = 2100 kJQL​ = 1260 kJW

Uma máquina térmica recebe 2100 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1260 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 2100 kJQL = 1260 kJ
η = %
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 2400 kJQL​ = 1440 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 2400 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1440 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 2400 kJQL = 1440 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 350 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​η = 21%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 350 °C e rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Sua eficiência térmica real é 21%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 350 °CTL = 25 °Cη = 21%
ηII = %
4.Média
TH​ = 650 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 3000 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 650 °C e um reservatório frio a 35 °C. Ela recebe 3000 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 650 °CTL = 35 °CQH = 3000 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 550 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 1600 kJQL​ = 1104 kJW = 496 kJ

Uma máquina térmica recebe 1600 kJ de calor de um reservatório a 550 °C, produz 496 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 35 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 550 °CTL = 35 °CQH = 1600 kJW = 496 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 55 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 5,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 5,5 kW de calor a um sistema de aquecimento a 55 °C, retirando calor de uma fonte a -10 °C. Seu COP real é 50% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 55 °CTL = -10 °CηII = 50%Q̇H = 5,5 kW
Ẇ = kW

Gabarito

  1. 1. η = 40 %
  2. 2. W = 960 kJ
  3. 3. ηII = 40,27 %
  4. 4. Wmax = 1999 kJ
  5. 5. Sgen = 1,639 kJ/K
  6. 6. Ẇ = 2,179 kW

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