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
cozinhaespaço frioRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 5,2 kWẆ = 2 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 5,2 kW enquanto seu compressor consome 2 kW de potência. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor para a cozinha.

Q̇L = 5,2 kWẆ = 2 kW
Q̇H = kW
2.Fácil
cozinhaespaço frioRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 0,76 kWẆ = 0,2 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 0,76 kW enquanto seu compressor consome 0,2 kW de potência. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor para a cozinha.

Q̇L = 0,76 kWẆ = 0,2 kW
Q̇H = kW
3.Média
TH​ = 725 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 1600 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 725 °C e um reservatório frio a 30 °C. Ela recebe 1600 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 725 °CTL = 30 °CQH = 1600 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 800 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 1000 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 800 °C e um reservatório frio a 30 °C. Ela recebe 1000 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 800 °CTL = 30 °CQH = 1000 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 850 °CT0​ = 25 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 30 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 30 kW de calor de uma fonte a 850 °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 -10 °C e também rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 850 °CT0 = 25 °CTL = -10 °CQ̇H = 30 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 650 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 3500 kJQL​ = 1610 kJW = 1890 kJ

Uma máquina térmica recebe 3500 kJ de calor de um reservatório a 650 °C, produz 1890 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 30 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 650 °CTL = 30 °CQH = 3500 kJW = 1890 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 7,2 kW
  2. 2. Q̇H = 0,96 kW
  3. 3. Wmax = 1114 kJ
  4. 4. Wmax = 717,5 kJ
  5. 5. Q̇L = 165,7 kW
  6. 6. Sgen = 1,52 kJ/K

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