Enunciado

62 Uma motor térmico utiliza um coletor solar, que opera a 450 K e com fluxo de calor igual a 0,3 kW/m2, como fonte quente. O motor rejeita calor num reservatório térmico que apresenta temperatura igual a 40°C. Sabendo que a potência produzida no motor é 2,5 kW, determine a área minima do coletor solar acoplado ao motor térmico.

Passo 1

E aiii... vamos lá???

Nessa questão vamos usar a equação do ciclo de carnot:

η = 1 - T L T H

E a equação pra máquina:

η = W ˙ Q ˙ H

Ahhh... e não esquece que a temperatura tem que ser em kelvin:

T K = T C + 273,15

Passo 2

Calculando, então , a eficiência pelo ciclo de carnot:

η = 1 - T L T H

η = 1 - 40 + 273,15 450

η = 0,304

E usando a outra equação:

η = W ˙ Q ˙ H

0,304 = 2,5 Q ˙ H

Q ˙ H = 8,224   k W

O fluxo de calor multiplicado pela área dá essa taxa que achamos:

Q ˙ H = 0,3 × A

A = 41   m 2

Resposta

A = 41   m 2

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