Engenharia

Lista de Exercícios 1 – Termodinâmica Aplicada – Máquinas e Ciclos – Prof. Wadley
1. Uma máquina térmica tem rendimento de 35%. (a) Qual o trabalho que realiza num ciclo se recebe 150 J de calor de um reservatório quente, por ciclo? (b) Qual o calor descarregado, por ciclo? [Respostas: (a) 52,5 J, (b) 97,5 J]

2. Um refrigerador tem o coeficiente de performance 5,5. Qual o trabalho necessário para congelar, em cubos de gelo, 1 L de água a
10 ºC ? (Dado: LF = 80 cal/g; c = 1 cal/g.ºC). [Resposta: W  68,2 KJ]
3. Um refrigerador tem o coeficiente de eficiência 4,0. Qual o calor descarregado no reservatório quente quando 200 kJ de calor forem removidos do reservatório frio? [Resposta: 250 kJ]

4. Uma máquina de Carnot opera entre reservatórios térmicos a 500 K e a 300 K. (a) Qual o seu rendimento? (b) Se a máquina remover 200 kJ de calor do reservatório quente, qual o trabalho que poderá realizar? [Respostas: (a) 40%, (b) 80 kJ]
5. Uma máquina real opera entre reservatórios térmicos a 500 K e a 300 K. A máquina remove 500 kJ de calor do reservatório quente e efetua 150 kJ de trabalho durante cada ciclo. (a) Qual o seu rendimento? (b) Qual eficiência termodinâmica? (Dado: Eficiência
Termodinâmica é a razão entre o rendimento real de uma máquina e o rendimento Carnot) [Respostas: (a) 30%, (b) 75%]

6. Por que os projetistas de usinas de força procuram operar com as temperaturas mais elevadas possíveis do vapor de água das máquinas geradoras?
7. Uma bomba de calor ideal é usada para bombear calor do ar no exterior de uma casa, a -5 ºC, para o reservatório de ar quente de uma ventoinha de calefação, que está a 40 ºC. A bomba é acionada eletricamente. Qual o coeficiente de eficiência de Carnot para esse sistema? [Resposta: 6,95]

8. Uma máquina térmica absorve 100 J de calor e rejeita 60 J de calor em cada ciclo. (a) Qual o seu rendimento? (b) Tendo em vista que cada ciclo leva 0,5 seg, calcular a potência da máquina em watts. [Respostas: (a) 0,4 (b)