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
, enquanto o ar ao redor do refrigerador está a
. A taxa de transferência de calor de o compartimento do congelador para o refrigerante é de
e a entrada de energia necessária para operar o refrigerador é de
. Determine:
o coeficiente de performance do refrigerador hipotético. (10 pontos)
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
enquanto está em um ambiente a
. A taxa de calor que está sendo removida do compartimento do congelador para o refrigerante é de
, e para isso, o refrigerador precisa de uma energia de
. 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:
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:
Passo 5
Agora, vamos calcular o valor do COP:
Resposta
O coeficiente de performance do refrigerador hipotético é 2,5.
Exercícios relacionados
Vapor de água entra em uma turbina a
e
como vapor superaquecido e a deixa a
, com a mesma entropia específica verificada na entrada, já em um estado bifásico (vapor saturado+líquido saturado). Determine:
O título do estado 2 (s2). (10 pontos)
O título do estado 2 (s2). (10 pontos)
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
, enquanto o ar ao redor do refrigerador está a
. A taxa de transferência de calor de o compartimento do congelador para o refrigerante é de
e a entrada de energia necessária para operar o refrigerador é de
. Determine:
o coeficiente de performance de um ciclo de refrigeração reversível operando entre reservatórios nas mesmas temperaturas. (10 pontos)
o coeficiente de performance de um ciclo de refrigeração reversível operando entre reservatórios nas mesmas temperaturas. (10 pontos)
Dois reservatórios rigidos são ligados por uma válvula, que se encontra inicialmente fechada. O reservatório
, com
contém ar a pressão absoluta de 500 kPa e
e o reservatório B contem 10 kg de ar, à pressão de 200 kPa e temperatura de
.
a) Represente o objeto de estudo, o modelo utilizado e calcule a massa de ar do reservatório
a) Represente o objeto de estudo, o modelo utilizado e calcule a massa de ar do reservatório
Dois reservatórios rigidos são ligados por uma válvula, que se encontra inicialmente fechada. O reservatório
, com
contém ar a pressão absoluta de 500 kPa e
e o reservatório B contem 10 kg de ar, à pressão de 200 kPa e temperatura de
.
c) Se a válvula é repentinamente aberta e a pressão e temperaturas dos dois reservatórios são rapidamente equalizadas, qual seriam a temperatura e pressão atingidas?
c) Se a válvula é repentinamente aberta e a pressão e temperaturas dos dois reservatórios são rapidamente equalizadas, qual seriam a temperatura e pressão atingidas?