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​ = 1500 kJQL​ = 1125 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 1500 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1125 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 1500 kJQL = 1125 kJ
W = kJ
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 4700 kJQL​ = 3290 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 4700 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 3290 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 4700 kJQL = 3290 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 30 °CTL​ = 0 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 6,5 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a 0 °C retirando 6,5 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = 0 °CTH = 30 °CQ̇L = 6,5 kW
Q̇H = kW
4.Média
TH​ = 550 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​η = 48%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 550 °C e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Sua eficiência térmica real é 48%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 550 °CTL = 20 °Cη = 48%
ηII = %
5.Difícil
TH​ = 350 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 3800 kJQL​ = 2660 kJW = 1140 kJ

Uma máquina térmica recebe 3800 kJ de calor de um reservatório a 350 °C, produz 1140 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 40 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 350 °CTL = 40 °CQH = 3800 kJW = 1140 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 1000 °CT0​ = 27 °CTL​ = -30 °CERWQ̇H​ = 130 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 130 kW de calor de uma fonte a 1000 °C e rejeita calor para o ambiente a 27 °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 27 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 1000 °CT0 = 27 °CTL = -30 °CQ̇H = 130 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. W = 375 kJ
  2. 2. W = 1410 kJ
  3. 3. Q̇H = 7,214 kW
  4. 4. ηII = 74,55 %
  5. 5. Sgen = 2,396 kJ/K
  6. 6. Q̇L = 423,8 kW

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