Termodinamica Eficiência de um sistema de Refrigeração

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ CAMPUS ITABIRA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

Flávio Fe!"!#e$ Peei" #e A"%&o ' ()*+, Leo!"#o M"-i!$ Alv"e!." Do/i!.0e$ ' (12)3 T4o/"5 #e Al/ei#" A!-0!e$ ' (261( Vi7-o Mi"!#" So0$" F"!7o ' (1312

RELATÓRIO DA PRÁTICA 6: Determinação da Eficiência de um sistema de Refrieração Po89 D9 V"l#i Te$74e Si.!oe--i

I-":i"; MG 321*

!" Introdução

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A/tura da Esfera

Ta3a de 4a5ão

A/tura da Esfera

Ta3a de 4a5ão

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no Rot0metro

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Referências ?i%/ior@ficas YLEN; VAN; J9G9;SONNTAG; R9E9; BORGNAZZE; C9 ' #undamentos da

Termodin0mica" T"#0?o #" *[ e#i?o "/ei7"!"; E#9 E#."# Bl\74e9 322(9 MORAN; M9 J9; SHAPIRO; H9 N9 ' Princios de Termodin0mica ara a

Enen9aria, E#9 LTC9 32239 Mo"! M9 J9; S4"=io H9 N9; M0!$o! B9 R9 e Dei-- D9 P9 3229 Introdução B

Enen9aria de istemas T*rmicos: Termodin0mica, )ec0nica dos #/uidos e Transferência de Ca/or ; LTC E#i-o"; Rio #e J"!eio9 FERRA]; F9 Aosti/a de refrieração9 S"!-o A/"o; 322+9 Ce!-o 8e#e"l #e e#07"?o -e7!olK.i7" #" B"4i"9