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​ = 1200 kJQL​ = 900 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 1200 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 900 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 1200 kJQL = 900 kJ
W = kJ
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 750 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 750 MW com eficiência térmica de 33%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 750 MWη = 33%
Q̇H = MW
3.Média
TH​ = 625 °CTL​ = 5 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 625 °C e um reservatório frio a 5 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 625 °CTL = 5 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 40 °CTL​ = -5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4,5 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -5 °C retirando 4,5 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 40 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -5 °CTH = 40 °CQ̇L = 4,5 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 900 °CT0​ = 25 °CTL​ = -20 °CERWQ̇H​ = 50 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 50 kW de calor de uma fonte a 900 °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 -20 °C e também rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 900 °CT0 = 25 °CTL = -20 °CQ̇H = 50 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 5 kWQ̇L​Ẇ

Uma bomba de calor mantém uma casa a 22 °C enquanto faz 2 °C lá fora, fornecendo 5 kW de calor à casa. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 22 °CTL = 2 °CQ̇H = 5 kW
COPmax =

Gabarito

  1. 1. W = 300 kJ
  2. 2. Q̇H = 2273 MW
  3. 3. ηmax = 69,03 %
  4. 4. Q̇H = 5,255 kW
  5. 5. Q̇L = 209,8 kW
  6. 6. COPmax = 14,76

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