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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 43

Deseja-se refrigerar um ambiente a - 30 ° C . Um reservatório a 200 ° C , mostrado na Fig. P7.43, está disponível e a temperatura ambiente é de 30 ° C . Deste modo, trabalho pode ser produzido por um motor térmico cíclico operando entre o reservatório a 200 ° C e o meio ambiente. Esse trabalho é usado para acionar um compressor. Determine a razão entre o calor transferido do reservatório a 200 ° C e o calor transferido do reservatório a - 30 ° C , considerando que todos os processos são reversíveis.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Recebemos os seguintes dados para motor térmico e refrigerador:

T H = 473   K

T L = 243   K

T a = 303   K

Diagrama de energia para máquina térmica e geladeira:

Passo 2

Ok, vamos lá, a eficiência térmica é dada por

η = 1 - T a T H = W Q H

Com este resultado, conseguimos o valor do trabalho, isolando o termo W

W = Q H ∙ 1 - T a T H

E o COP do refrigerador é dado por

β = T L T a - T L = Q L W

O termo para o trabalho do refrigerador é dado por:

W = Q L ∙ T a - T L T L

O trabalho líquido fornecido pelo refrigerador é igual ao trabalho líquido produzido pela máquina térmica:

Q H ∙ 1 - T a T H = Q L ∙ T a - T L T L

Com isso, já podemos calcular a taxa Q H Q L

Q H Q L = T a - T L T L ∙ T H T H - T a

Fazendo a substituição dos termos

Q H Q L = 303 - 243 243 ∙ 473 473 - 303 = 0,687

Resposta

Q H Q L = 0,687

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