ESCOLA POLITCNICA DE PERNAMBUCO UPE Disciplina: Combate ao Desperdcio de Energia

Mdulo: Sistemas de Refrigerao Lista de Exerccios Propostos 8 Termodinmica

1) Um Refrigerador usada para transferir calor de um reservatrio a baixa temperatura para outro a alta temperatura, como mostrado na figura abaixo. Determinar se essa mquina reversvel, irreversvel ou impossvel. T2 = 319 K Q2 = 90 kcal REFRIGERADOR W = - 10 kcal Q1 = 80 kcal T1 = 279 K Formulrio: Eficcia do = Energia Pretendida = Calor da Fonte Fria Refrigerador Energia Consumida Trabalho do Compressor Eficcia do Refrigerador Operando = Temp. da Fonte Fria segundo o Ciclo de Carnot Temp. da Fonte Quente Temp. da Fonte Fria 2) a- Descreva a Primeira Lei da Termodinmica. b- Faa um croqui mostrando a aplicao da Primeira Lei da Termodinmica em um Ciclo Frigorfico de Compresso. 3) a- Descreva a Segunda Lei da Termodinmica. b- Faa um croqui mostrando a aplicao da Segunda Lei da Termodinmica em um Ciclo Frigorfico de Compresso. 4) a- O que Equivalente Mecnico do Calor ? b- Como determinado? c- Qual o seu valor numrico e importncia prtica?

prof.: Antonio Fernando Mota Lista de Exerccios Propostos 8 - Combate ao Desperdcio de Energia POLI/UPE - 2006

REFRIGERAO E AR-CONDICIONADO

SOLUO DA 14 LISTA

Prof.: Antonio Fernando Mota

1 lista de exerccio - Termodinmica

1) um refrigerador usado para transferir calor de um reservatrio a baixa temperatura para outro a alta temperatura, como mostrado na figura abaixo.

Determinar se essa mquina reversvel, irreversvel ou impossvel.

TH = 319 K

TL = 279 K

REFRIGERADOR

QH = 90 kcal

W = - 10 kcal

QL = 80 kcal

Evaporador

CondensadorTH = 319 K

TL = 279 K

REFRIGERADOR

QH = 90 kcal

1) Soluo:

a- Clculo do coeficiente de eficcia do refrigerador:

= QL = 80 kcal = - 8,0W 10 kcal

1) Soluo:

= QL = 80 kcal = - 8,0W 10 kcal

b- Clculo do coeficiente de eficcia para o ciclo de Carnot:

Carnot = TL = 279 K = 279 = 6,97TH TL 319 K 279 K 40

1) Soluo:

= QL = 80 kcal = - 8,0W 10 kcal

Carnot = TL = 279 K = 279 = 6,97TH TL 319 K 279 K 40

Concluso: Como > Carnot o refrigerador

impossvel

Segunda Lei da Termodinmica:O rendimento da mquina irreversvel sempre menor do que a mquina reversvel (ciclo de Carnot) operando nas mesmastemperaturas.

2) a Descreva a Primeira Lei da Termodinmica.

b Faa um esboo mostrando a aplicao da Primeira Lei da Termodinmica em um ciclo Frigorfico de Compresso.

2) a Descreva a Primeira Lei da Termodinmica.

b Faa um esboo mostrando a aplicao da Primeira Lei da Termodinmica em um ciclo Frigorfico de Compresso.

Soluo:

a A Primeira Lei a lei da conservao de energia.

2) a Descreva a Primeira Lei da Termodinmica.b Faa um esboo mostrando a aplicao da

Primeira Lei da Termodinmica em um ciclo Frigorfico de Compresso.

Soluo: a A Primeira Lei a lei da conservao de

energia.

b - o calor retirado no evaporador mais o calor de compresso igual ao calor cedido no condensador.

compressor

condensador

evaporador

Vlvula deexpanso

Q

Q

Q

3) a Descreva a Segunda Lei da Termodinmica.

b- Faa um esboo mostrando a aplicao da Segunda Lei da Termodinmica em um ciclo Frigorfico de Compresso.

3) a Descreva a Segunda Lei da Termodinmica.b- Faa um esboo mostrando a aplicao da Segunda Lei da Termodinmica em um ciclo Frigorfico de Compresso.

Resposta: a- Uma Reao Qumica s ocorre

em uma direo e no na outra. Reagentes Produtos

A + B C + D

3) a Descreva a Segunda Lei da Termodinmica.b- Faa um esboo mostrando a aplicao da Segunda Lei da Termodinmica em um ciclo Frigorfico de Compresso.

Uma Reao Qumica s ocorre em uma direo e no na outra.

impossvel a retirada espontnea de calor de uma fonte fria para a fonte quente.

Evaporador

Condensador

CALOR

4) a O que Equivalente Mecnico do Calor?

b Como determinado?c Qual o seu valor numrico e

importncia prtica?

Resposta: 4)a

O equivalente da energia mecnica em energia trmica, confirmao da Primeira Lei da Termodinmica.

Resposta: 4)b

Aparelho de Joule, em 1843, para medir o equivalente mecnico do calor.A queda dos pesos G fez girar as paletas imersas em um tubo de gua. O trabalho realizado pelos pesos ao cair produziu uma

elevao de temperatura na gua.

Energia mecnica = Energia trmicaP x h = J mgua . c (2 - 1)

Resposta: 4)c

Valor obtido experimentalmente no calormetro anterior:

J = 4,1855 joules/calorias Ou 1cal = 4,1855 J = 4,1855

N.m Outras unidades: 1kcal = 427 kgf.m