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
cozinhaespaço frioRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 5,7 kWẆ = 1,9 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 5,7 kW enquanto seu compressor consome 1,9 kW de potência. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor para a cozinha.

Q̇L = 5,7 kWẆ = 1,9 kW
Q̇H = kW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 2300 kJQL​ = 1495 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 2300 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1495 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 2300 kJQL = 1495 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 475 °CTL​ = ?EQH​ = 500 kJQL​ = 196 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 500 kJ de calor de um reservatório a 475 °C e rejeita 196 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 475 °CQH = 500 kJQL = 196 kJ
TL = °C
4.Média
TH​ = 350 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​η = 27%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 350 °C e rejeita calor para o ambiente a 40 °C. Sua eficiência térmica real é 27%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 350 °CTL = 40 °Cη = 27%
ηII = %
5.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 22 °C enquanto faz 2 °C lá fora, fornecendo 5 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 22 °CTL = 2 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW
6.Difícil
TH​ = 32 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​Q̇L​ = 5 kWẆ

Uma geladeira mantém o espaço frio a 2 °C em uma cozinha a 32 °C, retirando calor do espaço frio a 5 kW. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 32 °CTL = 2 °CQ̇L = 5 kW
COPmax =

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 7,6 kW
  2. 2. W = 805 kJ
  3. 3. TL = 20,12 °C
  4. 4. ηII = 54,27 %
  5. 5. Ẇmin = 0,3388 kW
  6. 6. COPmax = 9,172

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