Enunciado

Um ciclo de bomba de calor reversível opera, conforme a Fig. 5.7, entre os reservatórios quente e frio a TH = 27°C e TC =-3ºC, respectivamente. Determine a fração da transferência de calor QH descarregada a TH fornecida (a) pelo trabalho líquido de entrada, (b) pela transferência de calor QC do reservatório frio a TC.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

É dado que:

  • Temperatura do reservatório quente: T H = 27 ° C = 300   K
  • Temperatura do reservatório frio: T C = - 3 ° C = 270   K

Passo 3

a) O coeficiente de performance de uma bomba de calor reversível é dado por

Temos um coeficiente de performance teórico máximo operando entre dois reservatórios é dado por

γ m a x = T H T H - T C = γ

O coeficiente de performance β para a bomba de calor também é dado por

γ = Q H W c i c l o → Q H W c i c l o = T H T H - T C

→ W c i c l o Q H = T H - T C T H = 300 - 270 300

∴ W c i c l o Q H = 0,1 = 10 %

Passo 4

b) Da equação

γ = Q H Q H - Q C

Sabemos que

γ = T H T H - T C = 300 - 270 300 = 10

Substituindo na primeira equação desse passo

10 = Q H Q H - Q C → Q C Q H = 9 10

∴ Q C Q H = 0,9 = 90 %

Resposta

a) W c i c l o Q H = 0,1 = 10 %

b) Q C Q H = 0,9 = 90 %

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