Enunciado

Um sistema de condicionamento de ar por absorção deve remover calor de um espaço condicionado a 20 °C a uma taxa de 150 kJ/s durante a operação em um ambiente a 35 °C. Calor deve ser fornecido de uma fonte geotérmica a 140 °C. A taxa mínima de fornecimento de calor é

(a) 86 kJ/s (b) 21 kJ/s (c) 30 kJ/s (d) 61 kJ/s (e) 150 kJ/s

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem?

Bem, para um sistema de condicionamento de ar por absorção, devemos lembrar que o COP é dado por:

C O P = 1 - T 0 T s T L T 0 - T L

Onde T L ,   T 0   e   T s são as temperaturas termodinâmicas do espaço refrigerado, do ambiente e da fonte de calor, respectivamente.

E podemos determinar também que o COP é:

C O P = Q ˙ r e f r Q ˙ e n t   →   Q ˙ e n t = Q ˙ r e f r C O P

O enunciado já deu o valor do calor que refrigera o ambiente, ou seja, o calor retirado Q ˙ r e f r e pede o valor do calor fornecido. Podemos encontrá-lo determinando primeiramente o valor do COP neste caso.

Passo 2

Então:

C O P = 1 - 308 413 293 308 - 293   → C O P = 4,97

Obs: Para evitar erros, é importante sempre deixarmos os valores de temperatura em Kelvin.

Portanto, agora podemos determinar o calor fornecido Q ˙ e n t :

→ Q ˙ e n t = 150 4,97 = 30,20 K J s

Resposta

Letra c) 30,2 kJ/s

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