Enunciado

Para manter uma residência permanentemente à temperatura de 68°F (20,0°C) quando a temperatura exterior é 32°F (0°C), deve-se promover o aquecimento a uma taxa média de 700 Btu/min (12,3 kW). Compare a potência elétrica requerida, em kW, para fornecer o aquecimento usando (a) resistência elétrica, (b) uma bomba de calor cujo coeficiente de desempenho é de 3,5, (c) uma bomba de calor reversível.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

É dado que:

  • Temperatura da residência: T H = 68 ° F = 528 ° R
  • Temperatura do exterior: T C = 32 ° F = 492 ° R
  • Energia de calor fornecida: Q H = 700   B t u / m i n = 12,3   k W

Passo 3

a) No caso de eletricidade – aquecimento de resistência

Potência elétrica requerida é igual a energia de calor provida

W = Q H = 12,3   k W

Passo 4

b) Coeficiente de performance da bomba de calor, β = 3,5

β = Q H W → W = Q H β = 12,3 3,5

∴ W = 3,514   k W

Passo 5

c) No caso da bomba de calor reversível

β = T H T H - T C = Q H W → 528 68 - 32 = 12,3 W

∴ W = 0,838   k W

Resposta

a) W = 12,3   k W

b) W = 3,514   k W

c) W = 0,838   k W

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