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​ = 2100 kJQL​ = 1680 kJW

Uma máquina térmica recebe 2100 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1680 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 2100 kJQL = 1680 kJ
η = %
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 150 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 150 MW com eficiência térmica de 55%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 150 MWη = 55%
Q̇H = MW
3.Média
TH​ = 425 °CTL​ = ?EQH​ = 600 kJQL​ = 265 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 600 kJ de calor de um reservatório a 425 °C e rejeita 265 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 425 °CQH = 600 kJQL = 265 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 25 °CTL​ = 0 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a 0 °C retirando 4 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = 0 °CTH = 25 °CQ̇L = 4 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 21 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 21 °C enquanto faz -10 °C lá fora, fornecendo 12 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 21 °CTL = -10 °CQ̇H = 12 kW
Ẇmin = kW
6.Difícil
TH​ = 550 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 4800 kJQL​ = 2400 kJW = 2400 kJ

Uma máquina térmica recebe 4800 kJ de calor de um reservatório a 550 °C, produz 2400 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 35 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 550 °CTL = 35 °CQH = 4800 kJW = 2400 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. η = 20 %
  2. 2. Q̇H = 272,7 MW
  3. 3. TL = 35,2 °C
  4. 4. Q̇H = 4,366 kW
  5. 5. Ẇmin = 1,265 kW
  6. 6. Sgen = 1,957 kJ/K

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