Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 90
90- Uma câmara de combustão pode transferir enquanto sua temperatura permanece constante e igual a . Propõe-se substituir um sistema de aquecimento direto por outro baseado na operação conjunta de um ciclo motor com uma bomba de calor (veja a ).
As fontes frias da bomba de calor do ciclo motor estão a temperatura ambiente e a fonte quente da bomba de calor está a temperatura da sala .
Admitindo que o calor transferido para a fonte quente da bomba de calor seja , determine a relação em função das temperaturas. É melhor utilizar o sistema proposto neste problema ou o baseado no aquecimento direto?
Passo 1
Quando você vê nenhum número assim é por que vem questão teórica pela frente
Então vamos começar a botar coisas aqui no papel.
Por ser uma bomba de calor então o trabalho da bomba a esquerda pode ser representado como:
Onde
E a bomba refrigerada a direita temos o seguinte trabalho
Com
E como esses dois trabalhos são iguais, ou seja, o trabalho na bomba de calor é usado na fria, então:
O que nos dá:
Passo 2
Aplicando as temperaturas de e vemos:
E aí vem a análise exploratória do nosso problema, isso que estamos vendo é bom? Funcionaria no mundo real? O ideal é que tenhamos um pois espera-se que , pois queremos aquecer a sala e para isso acontecer devemos ter e se isso vai funcionar depende muito das bombas que estamos utilizando.
Se tivermos isso significa que na verdade temos ou ou o que nos deixa com a sala sendo resfriada, ou de maneira direta ou indireta e não é isso que queremos.