Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 136
Uma máquina térmica de Carnot recebe calor a 900 K e rejeita calor para o ambiente a 300 K. Todo o trabalho realizado pela máquina térmica e utilizado para acionar um refrigerador de Carnot que remove calor do espaço refrigerado a -15 °C, a uma taxa de 250 kJ/min, e rejeita-o no mesmo ambiente a 300 K. Determine (a) a taxa de calor fornecido a máquina térmica e (b) a taxa total de rejeição de calor no ambiente.
Passo 1
Vamos lá! A questão nos informa que um motor de calor Carnot aciona um refrigerador Carnot que remove o calor de um meio frio a uma taxa especificada. A taxa de fornecimento de calor ao motor térmico e a taxa total de rejeição de calor ao ambiente devem ser determinadas.
Então podemos representar como:
Passo 2
Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. O coeficiente de desempenho da geladeira Carnot é
Então a entrada de energia para a geladeira se torna
que é igual à potência de saída do motor térmico.
A eficiência térmica do motor de calor Carnot é determinada a partir de
Então a taxa de entrada de calor para este motor térmico é determinada a partir da definição de eficiência térmica a ser
Passo 3
A taxa total de rejeição de calor ao ar ambiente é a soma do calor rejeitado pelo motor térmico ( ) e do calor descartados pela geladeira ( ),
E
