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​ = 3800 kJQL​ = 2090 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 3800 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2090 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 3800 kJQL = 2090 kJ
W = kJ
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 3600 kJQL​ = 2700 kJW

Uma máquina térmica recebe 3600 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2700 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 3600 kJQL = 2700 kJ
η = %
3.Média
TH​ = 325 °CTL​ = ?EQH​ = 500 kJQL​ = 274 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 500 kJ de calor de um reservatório a 325 °C e rejeita 274 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 325 °CQH = 500 kJQL = 274 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 650 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 650 °C e um reservatório frio a 30 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 650 °CTL = 30 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 30 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3,5 kWẆ = ?

Uma geladeira mantém o espaço frio a 4 °C em uma cozinha a 30 °C, retirando calor do espaço frio a 3,5 kW. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 30 °CTL = 4 °CQ̇L = 3,5 kW
Ẇmin = kW
6.Difícil
TH​ = 900 °CT0​ = 30 °CTL​ = -15 °CERWQ̇H​ = 130 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 130 kW de calor de uma fonte a 900 °C e rejeita calor para o ambiente a 30 °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 30 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 900 °CT0 = 30 °CTL = -15 °CQ̇H = 130 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. W = 1710 kJ
  2. 2. η = 25 %
  3. 3. TL = 54,64 °C
  4. 4. ηmax = 67,16 %
  5. 5. Ẇmin = 0,3283 kW
  6. 6. Q̇L = 553,1 kW

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