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​ = 500 kJQL​ = 275 kJW

Uma máquina térmica recebe 500 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 275 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 500 kJQL = 275 kJ
η = %
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 2,9 entrega 10 kW de calor a uma casa. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

COPHP = 2,9Q̇H = 10 kW
Ẇ = kW
3.Média
TH​ = 500 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​η = 47%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 500 °C e rejeita calor para o ambiente a 15 °C. Sua eficiência térmica real é 47%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 500 °CTL = 15 °Cη = 47%
ηII = %
4.Média
TH​ = 450 °CTL​ = ?EQH​ = 2900 kJQL​ = 1095 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 2900 kJ de calor de um reservatório a 450 °C e rejeita 1095 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 450 °CQH = 2900 kJQL = 1095 kJ
TL = °C
5.Difícil
TH​ = 700 °CT0​ = 30 °CTL​ = -5 °CERWQ̇H​ = 10 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 10 kW de calor de uma fonte a 700 °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 = 700 °CT0 = 30 °CTL = -5 °CQ̇H = 10 kW
Q̇L = kW
6.Difícil
TH​ = 500 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 5000 kJQL​ = 3450 kJW = 1550 kJ

Uma máquina térmica recebe 5000 kJ de calor de um reservatório a 500 °C, produz 1550 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 20 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 500 °CTL = 20 °CQH = 5000 kJW = 1550 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. η = 45 %
  2. 2. Ẇ = 3,448 kW
  3. 3. ηII = 74,92 %
  4. 4. TL = −0,09853 °C
  5. 5. Q̇L = 52,75 kW
  6. 6. Sgen = 5,302 kJ/K

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