Ao circular continuamente um fluido refrigerante em baixa temperatura através de passagens nas paredes do compartimento de um congelador hipotético o aparelho mantém o compartimento do freezer a 5^circ C, enquanto o ar ao redor do refrigerador está a 22^circ C. A taxa de transferência de calor de o compartimento do congelador para o refrigerante é de 8.000 kJ / h e a entrada de energia necessária para operar o refrigerador é de 3.200 kJ / h. Determine:
o coeficiente de performance do refrigerador hipotético. (10 pontos)

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um congelador que mantém a temperatura interna em 5^circ C enquanto está em um ambiente a 22^circ C. A taxa de calor que está sendo removida do compartimento do congelador para o refrigerante é de 8.000 kJ/h, e para isso, o refrigerador precisa de uma energia de 3.200 kJ/h. Nosso objetivo aqui é encontrar o coeficiente de performance (COP) desse refrigerador. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica relacionados à eficiência de refrigeradores.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é o coeficiente de performance (COP). O COP é uma medida de eficiência de um refrigerador, que nos diz quanta energia térmica é removida do ambiente frio em relação à energia que é colocada para fazer isso. A fórmula do COP para um refrigerador é:
COP = QcW
onde:
  • é a taxa de transferência de calor do compartimento frio para o refrigerante.
  • é a entrada de energia necessária para operar o refrigerador.

Passo 3

Agora, vamos identificar os valores que temos:

Passo 4

Substituindo esses valores na fórmula do COP, temos:
COP = 8.000 , kJ/h3.200 , kJ/h

Passo 5

Agora, vamos calcular o valor do COP:
COP = 8.0003.200 = 2,5

Resposta

O coeficiente de performance do refrigerador hipotético é 2,5.

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