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​ = 14,5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 3,1 entrega 14,5 kW de calor a uma casa. Encontre a taxa Q̇L com que ela retira calor do ar externo.

COPHP = 3,1Q̇H = 14,5 kW
Q̇L = kW
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 9,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,3 entrega 9,5 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 4,3Q̇H = 9,5 kW
Ẇ = kW
3.Média
TH​ = 800 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 2200 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 800 °C e um reservatório frio a 15 °C. Ela recebe 2200 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 800 °CTL = 15 °CQH = 2200 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 25 °CTL​ = -30 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 5,5 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -30 °C retirando 5,5 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -30 °CTH = 25 °CQ̇L = 5,5 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 20 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 13 kWQ̇L​Ẇ

Uma bomba de calor mantém uma casa a 20 °C enquanto faz -10 °C lá fora, fornecendo 13 kW de calor à casa. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 13 kW
COPmax =
6.Difícil
TH​ = 1000 °CT0​ = 27 °CTL​ = -15 °CERWQ̇H​ = 170 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 170 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 -15 °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 = -15 °CQ̇H = 170 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇L = 9,823 kW
  2. 2. Ẇ = 2,209 kW
  3. 3. Wmax = 1609 kJ
  4. 4. Q̇H = 6,744 kW
  5. 5. COPmax = 9,772
  6. 6. Q̇L = 798,6 kW

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