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​ = 3 kWẆ = 1 kW

Um refrigerador retira calor do seu espaço frio a uma taxa de 3 kW enquanto seu compressor consome 1 kW de potência. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor para a cozinha.

Q̇L = 3 kWẆ = 1 kW
Q̇H = kW
2.Fácil
reservatório quentereservatório frioEQH​ = 4600 kJQL​ = 2760 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 4600 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2760 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 4600 kJQL = 2760 kJ
W = kJ
3.Média
TH​ = 775 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 775 °C e um reservatório frio a 35 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 775 °CTL = 35 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 900 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​η = 53%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 900 °C e rejeita calor para o ambiente a 10 °C. Sua eficiência térmica real é 53%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 900 °CTL = 10 °Cη = 53%
ηII = %
5.Difícil
TH​ = 55 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 14 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 14 kW de calor a um sistema de aquecimento a 55 °C, retirando calor de uma fonte a 7 °C. Seu COP real é 45% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 55 °CTL = 7 °CηII = 45%Q̇H = 14 kW
Ẇ = kW
6.Difícil
TH​ = 20 °CTL​ = 0 °CHPQ̇H​ = 9 kWQ̇L​Ẇ

Uma bomba de calor mantém uma casa a 20 °C enquanto faz 0 °C lá fora, fornecendo 9 kW de calor à casa. Encontre o maior coeficiente de desempenho possível COPmax.

TH = 20 °CTL = 0 °CQ̇H = 9 kW
COPmax =

Gabarito

  1. 1. Q̇H = 4 kW
  2. 2. W = 1840 kJ
  3. 3. ηmax = 70,6 %
  4. 4. ηII = 69,86 %
  5. 5. Ẇ = 4,551 kW
  6. 6. COPmax = 14,66

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