A taxa de transferência de calor na caldeira de uma central de potência é 1   M W . A taxa de transferência de calor no condensador é 0,58   M W e potência de calor no condensador é 0,58   M W e a potência consumida no acionamento da bomba é 0,02   M W . Calcule, nesta condições, a eficiência térmica do ciclo. Se todos os processos pudessem ser invertidos, determine o coeficiente de eficácia do refrigerador obtido na transformação.

Passo 1

Fala galera, tudo bem?

Pessoal temos uma caldeira que possui uma fonte quente de Q ˙ H = 1   M W , o condensador da caldeira de fonte fria Q ˙ L = 0,58   M W e temos uma potência de acionamento W ˙ a c i o n a = 0,002   M W . Temos que determinar a eficiência da caldeira funcionando normalmente e também caso ela se comporte como um refrigerador.

Para calcular a eficiência de uma máquina térmica, temos:

η M T = W M T Q ˙ H

E eficácia de um refrigerador é definida por:

β r e f = Q ˙ L W ˙ M T

Passo 2

Com as fórmulas de eficácia definidas ainda falta determinarmos o W M T , para isto:

Utilizando o balanço energético total do sistema:

Q ˙ H + W ˙ a c i o n a m e n t o = W ˙ t r a b + Q ˙ L

Isolando W ˙ t r a b :

W ˙ t r a b = Q ˙ H + W ˙ a c i o n a m e n t o - Q ˙ L

W ˙ t r a b = 1 + 0,002 - 0,58 = 0,44   M W

Passo 3

Com o trabalho calculado podemos aplicar as fórmulas de eficácia:

Para máquina térmica, temos:

η M T = W M T Q ˙ H = W ˙ t r a b - W ˙ a c i o n a m e n t o Q ˙ H = 440 - 20 1000 = 0,42

Para refrigerador:

β r e f = Q ˙ L W ˙ M T = Q ˙ L W ˙ t r a b - W ˙ a c i o n a m e n t o = 580 440 - 20 = 1.38

É isso galera, valeu!

Resposta

Para máquina térmica:

η M T = 0,42

Para refrigerador:

β r e f = 1.38

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