Trabalho e Rendimento
1)- Propõe-se aquecer uma residência durante o inverno usando uma bomba de calor. A residência deve ser mantida a 20 OC. Estima-se que quando a temperatura do meio externo cai a -10 OC a taxa de perda de calor da residência seja de 25 kW. Qual é a mínima potência necessária para acionar essa unidade de bomba de calor ?
2)- Um ciclo de refrigeração de Carnot opera em uma sala onde a temperatura é 20 OC. Necessita-se de uma taxa de transferência de calor do espaço refrigerado de 5 kW para manter a sua temperatura a -30 OC Qual a potência do motor necessária para operar esse refrigerador
3)- Propõe-se construir um motor térmico para operar no oceano, num local onde a temperatura na superfície é de 20 OC e a grande profundidade é de 5 OC. Qual é o rendimento térmico máximo possível de tal motor .
4)- Um inventor alega ter desenvolvido uma unidade de refrigeração que mantém o espaço refrigerado a -10 OC, operando numa sala onde a temperatura é de 35 OC. e que tem um COP de 8,5. Como você avalia a alegação de um COP de 8,5 ?
5)- Um determinado coletor solar produz uma temperatura máxima de 100 OC, a energia coletada deve ser usada como fonte térmica num motor térmico. Qual é o máximo rendimento do motor se ele opera num meio à temperatura de 10 OC ? O que aconteceria se o coletor fosse projetado para focalizar e concentrar a energia solar de modo a produzir uma temperatura máxima de 300OC.
6)- Uma máquina cíclica é usada para transferir calor de um reservatório térmico de alta temperatura para outro de baixa temperatura conforme mostrado na figura. determinar se esta máquina, para os valores de troca de energia mostrados na figura, é reversível, irreversível ou impossível.
7)- Uma bomba de calor deve ser usada para aquecer uma residência no inverno, e depois é colocada em operação reversa para resfriar a residência no verão. A temperatura interna deve ser mantida a 20 OC no inverno e 25 OC no verão. A troca de calor, através das paredes e do teto é estimada em 2 400 kJ por hora e por grau de diferença de temperatura entre o meio interno e externo da residência.
a) Se a temperatura externa no inverno é 0 OC qual é a mínima potência necessária para acionar a bomba de calor ?
b) Se a potência fornecida é a mesma da parte a), qual é a máxima temperatura externa no verão para a qual o interior da residência possa ser mantido a 25 OC ?