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​ = 2500 kJQL​ = 1375 kJW

Uma máquina térmica recebe 2500 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1375 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 2500 kJQL = 1375 kJ
η = %
2.Fácil
cozinhaespaço frioRQ̇H​Q̇L​ = 1,54 kWẆ = 0,7 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 1,54 kW enquanto seu compressor consome 0,7 kW de potência. Encontre seu coeficiente de desempenho COPR.

Q̇L = 1,54 kWẆ = 0,7 kW
COPR =
3.Média
TH​ = 28 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 5 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -25 °C retirando 5 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 28 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -25 °CTH = 28 °CQ̇L = 5 kW
Q̇H = kW
4.Média
TH​ = 725 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 725 °C e um reservatório frio a 35 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 725 °CTL = 35 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 450 °CT0​ = 25 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 80 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 80 kW de calor de uma fonte a 450 °C e rejeita calor para o ambiente a 25 °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 25 °C. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é retirado do freezer.

TH = 450 °CT0 = 25 °CTL = -10 °CQ̇H = 80 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 600 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 4600 kJQL​ = 2116 kJW = 2484 kJ

Uma máquina térmica recebe 4600 kJ de calor de um reservatório a 600 °C, produz 2484 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 10 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 600 °CTL = 10 °CQH = 4600 kJW = 2484 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. η = 45 %
  2. 2. COPR = 2,2
  3. 3. Q̇H = 6,068 kW
  4. 4. ηmax = 69,13 %
  5. 5. Q̇L = 353,5 kW
  6. 6. Sgen = 2,205 kJ/K

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