Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 109
Uma casa é estruturada de tal maneira que ela perde calor a uma taxa de 3.800 kJ/h por °C de diferença entre o ambiente interno e o externo. Uma bomba de calor que necessita de uma potência de 4 kW é usada para manter essa casa a 24 °C. Determine a temperatura externa mais baixa com a qual a bomba de calor poderá atender às necessidades dessa casa.
Passo 1
Uma bomba de calor que consome de energia quando em funcionamento mantém uma casa a uma temperatura especificada. A casa está perdendo calor na proporção da diferença de temperatura entre o interior e o exterior. A temperatura exterior mais baixa para a qual esta bomba de calor pode fazer o trabalho deve ser determinada. Denotando a temperatura exterior por , a carga de aquecimento desta casa pode ser expressa como
Passo 2
O coeficiente de desempenho de uma bomba de calor Carnot depende apenas dos limites de temperatura no ciclo, e pode ser expresso como
Ou,
Equacionando as duas relações acima e resolvendo para , obtemos,
