ENG03367 - LISTA DE EXERCÍCIOS CAPÍTULO 7

1. Um motor de automóvel é alimentado com ar a 20 °C e descarrega o ar no ambiente a -20 °C. O motor não consome combustível e produz um certo trabalho. Analise este motor com a primeira e a segunda lei da termodinâmica. É possível construir este motor?

2. A potência elétrica consumida num aquecedor a resistência utilizado no controle de temperatura do ar de uma sala é 1500 W. Determine a potência elétrica que pode ser economizada se o aquecimento do ar for promovido por uma bomba de calor com coeficiente de eficácia igual a 2,0.

3. Uma transferência de calor só ocorre quando existe uma diferença de temperatura. Quais são as implicações desta afirmação sobre o comportamento dos motores térmicos reais? O mesmo ocorre com os refrigeradores?

4. A potência no eixo do motor de um automóvel é 25 Hp na condição operacional em que o rendimento térmico é 30%. Admitindo que o combustível fornece 40 MJ ao ciclo por quilograma de combustível queimado, determine o consumo de combustível nessa condição operacional e a taxa de transferência de calor rejeitada no ambiente.

5. Um trocador de calor é alimentado com 2 kg/s de fluido refrigerante R-12 a 95 °C e título igual a 0,1. O fluido refrigerante é descarregado do trocador de calor como vapor saturado e apresentando pressão igual àquela na seção de entrada. A energia necessária para ocorrer o processo é fornecida por uma bomba de calor que apresenta coeficiente de eficácia igual a 2,5. Determine, nessas condições, a potência necessária para operar esta bomba de calor.

6. Um motor térmico, que opera segundo um ciclo de Carnot, recebe 6 kW de calor de um reservatório térmico a 250 °C e rejeita calor num reservatório térmico a 30 °C. Determine a potência do motor e a taxa de transferência de calor para o reservatório térmico que apresenta temperatura igual a 30 °C.

7. A figura mostra o esquema de uma máquina cíclica que é utilizada para transferir calor de um reservatório térmico a alta temperatura para outro a baixa temperatura. Determine, utilizando os valores fornecidos na figura, se esta máquina é reversível, irreversível ou impossível.

8. Um refrigerador de Carnot opera em uma sala cuja temperatura é 25 °C. O refrigerador consome 500 W de potência quando em operação e tem um coeficiente de eficácia de 4,5. Determine

(a) a taxa de remoção de calor do espaço refrigerado (b) a temperatura do espaço refrigerado.