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 = 600 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 600 MW com eficiência térmica de 35%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 600 MWη = 35%
Q̇L = MW
2.Fácil
cozinhaespaço frioRQ̇H​Q̇L​ = 9,89 kWẆ = 2,3 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 9,89 kW enquanto seu compressor consome 2,3 kW de potência. Encontre seu coeficiente de desempenho COPR.

Q̇L = 9,89 kWẆ = 2,3 kW
COPR =
3.Média
TH​ = 650 °CTL​ = 5 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 650 °C e um reservatório frio a 5 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 650 °CTL = 5 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 20 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 9 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a 4 °C retirando 9 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = 4 °CTH = 20 °CQ̇L = 9 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 14 kWQ̇L​Ẇ

Uma bomba de calor mantém uma casa a 22 °C enquanto faz 2 °C lá fora, fornecendo 14 kW de calor à casa. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 22 °CTL = 2 °CQ̇H = 14 kW
COPmax =
6.Difícil
TH​ = 500 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 1500 kJQL​ = 945 kJW = 555 kJ

Uma máquina térmica recebe 1500 kJ de calor de um reservatório a 500 °C, produz 555 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 20 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 500 °CTL = 20 °CQH = 1500 kJW = 555 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. Q̇L = 1114 MW
  2. 2. COPR = 4,3
  3. 3. ηmax = 69,87 %
  4. 4. Q̇H = 9,52 kW
  5. 5. COPmax = 14,76
  6. 6. Sgen = 1,283 kJ/K

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