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
casaar externoHPQ̇H​ = 19,5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 4,5 entrega 19,5 kW de calor a uma casa. Encontre a taxa Q̇L com que ela retira calor do ar externo.

COPHP = 4,5Q̇H = 19,5 kW
Q̇L = kW
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 300 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 300 MW com eficiência térmica de 38%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 300 MWη = 38%
Q̇L = MW
3.Média
TH​ = 575 °CTL​ = ?EQH​ = 4400 kJQL​ = 1469 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 4400 kJ de calor de um reservatório a 575 °C e rejeita 1469 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 575 °CQH = 4400 kJQL = 1469 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 225 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 225 °C e um reservatório frio a 20 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 225 °CTL = 20 °C
ηmax = %
5.Difícil
TH​ = 450 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 3000 kJQL​ = 1950 kJW = 1050 kJ

Uma máquina térmica recebe 3000 kJ de calor de um reservatório a 450 °C, produz 1050 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 30 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 450 °CTL = 30 °CQH = 3000 kJW = 1050 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 1000 °CT0​ = 20 °CTL​ = -5 °CERWQ̇H​ = 80 kWQ̇L​ = ?

Uma máquina térmica de Carnot recebe 80 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 -5 °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 = -5 °CQ̇H = 80 kW
Q̇L = kW

Gabarito

  1. 1. Q̇L = 15,17 kW
  2. 2. Q̇L = 489,5 MW
  3. 3. TL = 10,02 °C
  4. 4. ηmax = 41,15 %
  5. 5. Sgen = 2,284 kJ/K
  6. 6. Q̇L = 660,5 kW

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