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 = 750 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 750 MW com eficiência térmica de 55%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 750 MWη = 55%
Q̇H = MW
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 500 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 500 MW com eficiência térmica de 38%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 500 MWη = 38%
Q̇H = MW
3.Média
TH​ = 550 °CTL​ = ?EQH​ = 2500 kJQL​ = 921 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 2500 kJ de calor de um reservatório a 550 °C e rejeita 921 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 550 °CQH = 2500 kJQL = 921 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 450 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 1300 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 450 °C e um reservatório frio a 20 °C. Ela recebe 1300 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 450 °CTL = 20 °CQH = 1300 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 55 °CTL​ = 10 °CHPQ̇H​ = 19 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 19 kW de calor a um sistema de aquecimento a 55 °C, retirando calor de uma fonte a 10 °C. Seu COP real é 30% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 55 °CTL = 10 °CηII = 30%Q̇H = 19 kW
Ẇ = kW
6.Difícil
TH​ = 450 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 2600 kJQL​ = 1560 kJW = 1040 kJ

Uma máquina térmica recebe 2600 kJ de calor de um reservatório a 450 °C, produz 1040 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 40 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 450 °CTL = 40 °CQH = 2600 kJW = 1040 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 1364 MW
  2. 2. Q̇H = 1316 MW
  3. 3. TL = 30,1 °C
  4. 4. Wmax = 773 kJ
  5. 5. Ẇ = 8,685 kW
  6. 6. Sgen = 1,386 kJ/K

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