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​ = 4500 kJQL​ = 3600 kJW

Uma máquina térmica recebe 4500 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 3600 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 4500 kJQL = 3600 kJ
η = %
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 4100 kJQL​ = 2460 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 4100 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2460 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 4100 kJQL = 2460 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 25 °CTL​ = 5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 3 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a 5 °C retirando 3 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = 5 °CTH = 25 °CQ̇L = 3 kW
Q̇H = kW
4.Média
TH​ = 525 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 525 °C e um reservatório frio a 15 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 525 °CTL = 15 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 850 °CT0​ = 20 °CTL​ = -20 °CERWQ̇H​ = 130 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 130 kW de calor de uma fonte a 850 °C e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -20 °C e também rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 850 °CT0 = 20 °CTL = -20 °CQ̇H = 130 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 1000 °CT0​ = 30 °CTL​ = -5 °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 30 °C. Todo o seu trabalho aciona um refrigerador de Carnot que retira calor de um freezer a -5 °C e também rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 1000 °CT0 = 30 °CTL = -5 °CQ̇H = 170 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. η = 20 %
  2. 2. W = 1640 kJ
  3. 3. Q̇H = 3,216 kW
  4. 4. ηmax = 63,9 %
  5. 5. Q̇L = 608 kW
  6. 6. Q̇L = 992,3 kW

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