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 = 200 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 200 MW com eficiência térmica de 45%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 200 MWη = 45%
Q̇L = MW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 1500 kJQL​ = 825 kJW

Uma máquina térmica recebe 1500 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 825 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 1500 kJQL = 825 kJ
η = %
3.Média
TH​ = 475 °CTL​ = ?EQH​ = 1000 kJQL​ = 372 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 1000 kJ de calor de um reservatório a 475 °C e rejeita 372 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 475 °CQH = 1000 kJQL = 372 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 675 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 3600 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 675 °C e um reservatório frio a 20 °C. Ela recebe 3600 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 675 °CTL = 20 °CQH = 3600 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 21 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ

Uma bomba de calor mantém uma casa a 21 °C enquanto faz 7 °C lá fora, fornecendo 12 kW de calor à casa. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 21 °CTL = 7 °CQ̇H = 12 kW
COPmax =
6.Difícil
TH​ = 750 °CT0​ = 30 °CTL​ = 0 °CERWQ̇H​ = 80 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 80 kW de calor de uma fonte a 750 °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 0 °C e também rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 750 °CT0 = 30 °CTL = 0 °CQ̇H = 80 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇L = 244,4 MW
  2. 2. η = 45 %
  3. 3. TL = 5,162 °C
  4. 4. Wmax = 2487 kJ
  5. 5. COPmax = 21,01
  6. 6. Q̇L = 512,6 kW

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