Uma turbina a vapor opera com uma eficiência isentrópica de 90%. O vapor entra na turbina a 4 MPa e 350 °C , com entalpia de 3090 kJ/kg. A entalpia do vapor na saída da turbina ideal (isentrópica) é 2200 kJ/kg. Logo, a entalpia real na saída da turbina, em kJ/kg, é:

Um ciclo Diesel ideal tem uma taxa de compressão de 16 e uma razão de corte de combustível de 2. A temperatura no início da compressão é 300 K. Considerando o ar como gás ideal com k=1,4 , e assumindo que 16^0,4≈3 e (1/8)0,4 ≈0,43, a temperatura no final da expansão, em K, é:

Um motor de combustão interna de quatro tempos, quatro cilindros, tem um diâmetro de 100 mm e um curso de 100 mm. A cilindrada do motor, em litros, é:
Obs.: Considere π≈3,0.

Um freezer tem um COP de 3,0 e uma capacidade de refrigeração de 12 kW. A temperatura interna do freezer é −20 °C e a temperatura ambiente é 30 °C. Nesse sentido, a taxa de rejeição de calor para o ambiente, em kW, é:

Em um sistema de refrigeração por compressão de vapor, a subrefrigeração do líquido, antes da válvula de expansão, age de forma principal (sobre o desempenho) no ciclo ideal:

Um refrigerador opera em um ciclo por compressão de vapor com R-22. A taxa de remoção de calor do espaço refrigerado é de 30 kW. O compressor consome 6 kW de potência. O calor transferido pelo condensador é de 36 kW. Logo, o COP do refrigerador é:

Um ciclo de refrigeração por compressão de vapor ideal usa R-134a. O evaporador opera onde a entalpia do líquido saturado é 30 kJ/kg. O condensador opera onde a entalpia do líquido saturado é 100 kJ/kg. A entalpia do vapor saturado na entrada do compressor é 250 kJ/kg. A entalpia do refrigerante na entrada do evaporador, em kJ/kg, é:

Um tubo cilíndrico de 4 cm de diâmetro externo é revestido por fora com uma camada de 2 cm de espessura de material esponjoso, com condutividade térmica de 0,1 W/(m.K). A temperatura da superfície externa do tubo é 120 °C e o ar circundante está a 20 °C, com um coeficiente de convecção de 10 W/(m2 .K). Dessa forma, a temperatura da superfície externa do isolamento, em graus Celsius, é:

Obs.: Considere ln(2)≈0,6 e π = 3.

Dois grandes planos paralelos, um com emissividade de 0,5 e outro com emissividade de 0,5, estão a 400 K e 200 K, respectivamente. Uma tela fina com emissividade de 0,1 é colocada entre eles. A taxa de transferência de calor por radiação entre os planos com a tela entre eles, em W/m² , é:
Obs.: Considere a constante de Stefan-Boltzmann σ=5,0×10⁻⁸ W/(m² .K⁴ ).

Uma parede composta é formada por duas camadas. A primeira camada tem 4 cm de espessura e condutividade térmica de 0,008 W/(m.K). A segunda camada tem 5 cm de espessura e condutividade térmica de 0,01 W/(m.K). A temperatura da superfície externa da primeira camada é 150 °C e a da superfície externa da segunda camada é 50 °C. Considerando a transferência de calor unidimensional, o fluxo de calor através da parede, em W/m² , é: