Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 142
Uma bomba de calor fornece energia de aquecimento a uma casa a uma taxa de 140.000 kJ/h. A casa e mantida a 25 °C. Por um período de um mês, a bomba de calor funciona durante 100 horas para transferir energia de uma fonte de calor externa a casa para o interior da casa. Considere uma bomba de calor que recebe calor de duas fontes externas de energia diferentes. Em uma aplicação, a bomba de calor recebe calor do ar externo a 0 °C. Na segunda aplicação, a bomba de calor recebe calor de um lago cuja temperatura e de 10 °C. Considerando que a eletricidade custa US$ 0,085/kWh, determine o valor máximo economizado quando se substitui o ar externo pela agua do lago como fonte externa de energia.
Passo 1
Vamos lá! A questão nos afirma que uma bomba de calor é usada para aquecer uma casa. O dinheiro máximo poupado usando a água do lago em vez do ar exterior como a fonte de calor deve ser determinada.
Assumindo que
- Existem condições de funcionamento estáveis.
- As mudanças cinéticas e potenciais de energia são zero.
Passo 2
Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. Quando o ar exterior é utilizado como fonte de calor, o custo da energia é calculado considerando uma bomba de calor reversível como segue:
Repetindo os cálculos para a água do lago,
Passo 3
Então o dinheiro poupado torna-se