Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 107
Uma máquina térmica de Carnot recebe calor de um reservatório a 900 °C, a uma taxa de 800 kJ/min, e rejeita o calor para o ar ambiente a 27 °C. Todo o trabalho produzido pela máquina térmica é utilizado para acionar um refrigerador que remove calor do espaço refrigerado a 5 °C, transferindo-o para o mesmo ar ambiente a 27 °C. 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
Então a potência máxima deste motor térmico é determinada a partir da definição de eficiência térmica a ser
No qual é também a pootencia injetada no refrigerador!
Passo 2
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
(b) 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,
