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​ = 1575 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 2100 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 1575 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 2100 kJQL = 1575 kJ
W = kJ
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 200 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 200 MW com eficiência térmica de 55%. Encontre a taxa Q̇L com que o calor é rejeitado para a água de resfriamento.

Ẇ = 200 MWη = 55%
Q̇L = MW
3.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 = %
4.Média
TH​ = 675 °CTL​ = ?EQH​ = 800 kJQL​ = 252 kJW

Uma máquina térmica reversível (de Carnot) recebe 800 kJ de calor de um reservatório a 675 °C e rejeita 252 kJ por ciclo. Encontre a temperatura TL do reservatório frio em °C.

TH = 675 °CQH = 800 kJQL = 252 kJ
TL = °C
5.Difícil
TH​ = 350 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 3000 kJQL​ = 2040 kJW = 960 kJ

Uma máquina térmica recebe 3000 kJ de calor de um reservatório a 350 °C, produz 960 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 15 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 350 °CTL = 15 °CQH = 3000 kJW = 960 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 20 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 7 kWQ̇L​Ẇ

Uma bomba de calor mantém uma casa a 20 °C enquanto faz 5 °C lá fora, fornecendo 7 kW de calor à casa. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 20 °CTL = 5 °CQ̇H = 7 kW
COPmax =

Gabarito

  1. 1. W = 525 kJ
  2. 2. Q̇L = 163,6 MW
  3. 3. ηmax = 41,15 %
  4. 4. TL = 25,52 °C
  5. 5. Sgen = 2,265 kJ/K
  6. 6. COPmax = 19,54

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