Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 108
Uma máquina térmica de Carnot recebe calor de um reservatório a 1.700 °F a uma taxa de 700 Btu/min e rejeita o calor para o ar ambiente a 80 °F. Todo o trabalho produzido pela máquina térmica é utilizado para acionar um refrigerador que remove calor do espaço refrigerado a 20 °F, transferindo-o para o mesmo ar ambiente a 80 °F. Determine (a) a taxa máxima com a qual o calor é removido do espaço refrigerado e (b) a taxa total com a qual o calor é rejeitado para o ar ambiente.
Passo 1
Um motor de calor Carnot é usado para acionar um refrigerador Carnot. A taxa máxima de remoção de calor do espaço refrigerado e a taxa total de rejeição de calor para o ar ambiente devem ser determinadas. a) A maior eficiência térmica que um motor térmico que opera entre dois limites de temperatura especificados pode ter é a eficiência de Carnot, que é determinada a partir
Passo 2
Então a potência máxima deste motor térmico é determinada a partir da definição de eficiência térmica a ser
que é também a entrada de energia para a geladeira. A taxa de remoção de calor do espaço refrigerado será um máximo se for utilizado um refrigerador Carnot. O COP da geladeira Carnot é
Então a taxa de remoção de calor do espaço refrigerado torna-se
Passo 3
A taxa total de rejeição de calor ao ar ambiente é a soma do calor rejeitado pelo motor térmico e do calor descartado pelo refrigerador,
E,
