Enunciado

Um condicionador de ar operando em regime permanente mantém uma residência a 20°C em um dia em que a temperatura externa é 35°C. Energia é removida por transferência de calor da residência a uma taxa de 2800 J/s enquanto a potência de entrada do condicionador é de 0,8 kW. Determine (a) o coeficiente de desempenho do condicionador de ar e (b) a potência de entrada requerida por um ciclo reversível de refrigeração que fornece o mesmo efeito de resfriamento operando entre reservatórios quente e frio a 35°C e 20°C, respectivamente.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

É dado que:

  • Temperatura do reservatório frio (ar condicionado): T C = 20 ° C
  • Temperatura do reservatório quente (externa): T H = 35 ° C
  • Taxa de energia removida da residência: Q C = 2800   J / s
  • Potência de entrada: W c i c l o = 0,8   k W = 800   W

Passo 3

a) coeficiente de performance do ar condicionado é

β = Q C W c i c l o = 2800 800 = 3,5

Passo 4

b) o coeficiente de performance de um ciclo de refrigeração reversível é

β m a x = T C T H - T C = 20 + 273 35 - 20 = 19,53

O coeficiente de performance do ciclo de refrigeração também pode ser escrito assim

β m a x = Q C W m i n ,   c i c l o → W m i n ,   c i c l o = 2800 19,53

∴ W m i n ,   c i c l o = 143,369   W

Resposta

a) β = 3,5

b) W m i n ,   c i c l o = 143,369   W

Ver Outros Exercícios desse livro