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​ = 900 kJQL​ = 495 kJW = ?

Uma máquina térmica recebe 900 kJ de calor de um reservatório quente e rejeita 495 kJ para um reservatório frio a cada ciclo. Encontre o trabalho líquido W que ela produz por ciclo.

QH = 900 kJQL = 495 kJ
W = kJ
2.Fácil
casaar externoHPQ̇H​ = 12,5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Uma bomba de calor com coeficiente de desempenho de 3,2 entrega 12,5 kW de calor a uma casa. Encontre a taxa Q̇L com que ela retira calor do ar externo.

COPHP = 3,2Q̇H = 12,5 kW
Q̇L = kW
3.Média
TH​ = 200 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​W

Uma máquina térmica opera entre um reservatório quente a 200 °C e um reservatório frio a 20 °C. Encontre o maior rendimento térmico possível ηmax.

TH = 200 °CTL = 20 °C
ηmax = %
4.Média
TH​ = 25 °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 25 °C. Encontre a taxa Q̇H com que ele rejeita calor.

TL = -10 °CTH = 25 °CQ̇L = 2,5 kW
Q̇H = kW
5.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor entrega 5 kW de calor a um sistema de aquecimento a 22 °C, retirando calor de uma fonte a 5 °C. Seu COP real é 50% do COP de Carnot entre essas temperaturas. Encontre a potência elétrica Ẇ que ela consome.

TH = 22 °CTL = 5 °CηII = 50%Q̇H = 5 kW
Ẇ = kW
6.Difícil
TH​ = 22 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 15 kWQ̇L​Ẇ = ?

Uma bomba de calor mantém uma casa a 22 °C enquanto faz -10 °C lá fora, fornecendo 15 kW de calor à casa. Encontre a potência mínima de entrada Ẇmin.

TH = 22 °CTL = -10 °CQ̇H = 15 kW
Ẇmin = kW

Gabarito

  1. 1. W = 405 kJ
  2. 2. Q̇L = 8,594 kW
  3. 3. ηmax = 38,04 %
  4. 4. Q̇H = 2,833 kW
  5. 5. Ẇ = 0,576 kW
  6. 6. Ẇmin = 1,626 kW

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