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​ = 3800 kJQL​ = 2470 kJW

Uma máquina térmica recebe 3800 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 2470 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre seu rendimento térmico η.

QH = 3800 kJQL = 2470 kJ
η = %
2.Fácil
fornalhaágua de resfriamentoEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 100 MW

Uma usina entrega uma potência líquida de 100 MW com eficiência térmica de 30%. Encontre a taxa de calor fornecido Q̇H pelo combustível.

Ẇ = 100 MWη = 30%
Q̇H = MW
3.Média
TH​ = 850 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​η = 40%

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte a 850 °C e rejeita calor para o ambiente a 25 °C. Sua eficiência térmica real é 40%. Encontre sua eficiência de segunda lei ηII, a razão entre a eficiência real e a eficiência de Carnot.

TH = 850 °CTL = 25 °Cη = 40%
ηII = %
4.Média
TH​ = 20 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 2,5 kWẆ

Um refrigerador reversível mantém uma câmara fria a -10 °C retirando 2,5 kW de calor e rejeita calor para o ambiente a 20 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -10 °CTH = 20 °CQ̇L = 2,5 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 600 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 1300 kJQL​ = 611 kJW = 689 kJ

Uma máquina térmica recebe 1300 kJ de calor de um reservatório a 600 °C, produz 689 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 20 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 600 °CTL = 20 °CQH = 1300 kJW = 689 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
TH​ = 650 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 1400 kJQL​ = 938 kJW = 462 kJ

Uma máquina térmica recebe 1400 kJ de calor de um reservatório a 650 °C, produz 462 kJ de trabalho e rejeita o restante para um reservatório a 35 °C, por ciclo. Encontre a entropia total gerada Sgen por ciclo.

TH = 650 °CTL = 35 °CQH = 1400 kJW = 462 kJ
Sgen = kJ/K

Gabarito

  1. 1. η = 35 %
  2. 2. Q̇H = 333,3 MW
  3. 3. ηII = 54,46 %
  4. 4. Q̇H = 2,785 kW
  5. 5. Sgen = 0,5954 kJ/K
  6. 6. Sgen = 1,527 kJ/K

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