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​ = 2200 kJQL​ = 1540 kJW

Uma máquina térmica recebe 2200 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1540 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 2200 kJQL = 1540 kJ
η = %
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 2600 kJQL​ = 1430 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 2600 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1430 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 2600 kJQL = 1430 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 225 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 4000 kJQL​W = ?

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 225 °C e um reservatório frio a 40 °C. Ela recebe 4000 kJ de calor. Encontre o maior trabalho Wmax que ela poderia produzir.

TH = 225 °CTL = 40 °CQH = 4000 kJ
Wmax = kJ
4.Média
TH​ = 30 °CTL​ = -30 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 7 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -30 °C retirando 7 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 30 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -30 °CTH = 30 °CQ̇L = 7 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 1000 °CT0​ = 20 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 50 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 50 kW de calor de uma fonte a 1000 °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 -10 °C e também rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 1000 °CT0 = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 50 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 35 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4,5 kWẆ = ?

Uma geladeira mantém o espaço frio a -20 °C em uma cozinha a 35 °C, retirando calor do espaço frio a 4,5 kW. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 35 °CTL = -20 °CQ̇L = 4,5 kW
Ẇmin = kW

Gabarito

  1. 1. η = 30 %
  2. 2. W = 1170 kJ
  3. 3. Wmax = 1485 kJ
  4. 4. Q̇H = 8,727 kW
  5. 5. Q̇L = 337,6 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,9777 kW

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