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
casaar externoHPQ̇H​ = 19,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 3,4 entrega 19,5 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 3,4Q̇H = 19,5 kW
Ẇ = kW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 4200 kJQL​ = 3150 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 4200 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 3150 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 4200 kJQL = 3150 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 250 °CTL​ = ?EQH​ = 4200 kJQL​ = 2634 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 4200 kJ de calor de um reservatório a 250 °C e rejeita 2634 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 250 °CQH = 4200 kJQL = 2634 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 325 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 325 °C e um reservatório frio a 10 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 325 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 55 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 20 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 20 kW de calor a um sistema de aquecimento a 55 °C, retirando calor de uma fonte a 5 °C. Seu COP real é 30% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 55 °CTL = 5 °CηII = 30%Q̇H = 20 kW
Ẇ = kW
6.Difícil
TH​ = 900 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 1300 kJQL​ = 819 kJW = 481 kJ

Uma máquina térmica recebe 1300 kJ de calor de um reservatório a 900 °C, produz 481 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 30 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 900 °CTL = 30 °CQH = 1300 kJW = 481 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. Ẇ = 5,735 kW
  2. 2. W = 1050 kJ
  3. 3. TL = 54,94 °C
  4. 4. ηmax = 52,66 %
  5. 5. Ẇ = 10,16 kW
  6. 6. Sgen = 1,594 kJ/K

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