Enunciado

O refrigerador mostrado na Fig. P5.68 opera em regime permanente com um coeficiente de desempenho de 5,0 em uma cozinha a 23°C. O refrigerador rejeita 4,8 kW por transferência de calor para a vizinhança a partir da serpentinas metálicas localizadas em seu exterior. Determine

(a) a potência de entrada, em kW.

(b) a temperatura teórica mínima no interior do refrigerador, em K.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

a) calculando a potência de entrada para o refrigerador

O coeficiente de performance (COP) do refrigerador é dado por

β = Q ˙ C W ˙ c i c l o

Aqui, Q ˙ C é a taxa de calor adicionado ao refrigerador (evaporador) e W ˙ c i c l o é a taxa de trabalho de entrada (potência de entrada do compressor) ao refrigerador

Mas a taxa de calor adicionada é dada por

Q ˙ C = Q ˙ H - W ˙ c i c l o

E

β = Q ˙ H - W ˙ c i c l o W ˙ c i c l o → 5 = 4,8 - W ˙ c i c l o W ˙ c i c l o

∴ W ˙ c i c l o = 0,8   k W

Passo 3

b) Achando a menor temperatura teórica dentro do refrigerador

Sob as mesmas condições de operação, o COP do ciclo de refrigeração é sempre menor ou igual ao COP do ciclo de refrigeração. Matematicamente, é expresso como

β ≤ T C T H - T C → 5 ≤ T C 296 - 1

∴ T C ≥ 246,6   K

Resposta

a) W ˙ c i c l o = 0,8   k W

b) T C ≥ 246,6   K

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