Uma bomba de calor tem coeficiente de desempenho igual a 4,20 e requer uma potência de
para operar. Quanta energia essa bomba acrescenta a uma residência em uma hora?
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que a questão pede. É um exercício de termodinâmica, mais especificamente sobre bomba de calor. A gente recebeu:
- Coeficiente de desempenho (COP) da bomba: 4,20
- Potência elétrica que ela consome: 1,75 kW
E a pergunta é: “Quanta energia essa bomba acrescenta à casa em uma hora?”
Pra resolver vamos precisar:
- Saber o que é COP e como ele se relaciona com calor fornecido e trabalho (energia elétrica).
- Converter potência em energia (multiplicando pelo tempo).
- Calcular o calor fornecido usando o COP.
Passo 2
Primeiro, recapitular o COP. O coeficiente de desempenho de uma bomba de calor é dado por
onde
-
é a energia térmica (calor) entregue à casa, -
é o trabalho (energia elétrica) que a bomba consome.
Daí a gente isola
:
Passo 3
Agora a gente precisa do valor de
em uma hora. A potência é energia por tempo, então:
Passo 4
Com isso, basta usar a fórmula do COP para achar o calor entregue:
Se você quiser em joules:
Resposta
A bomba de calor acrescenta 7,35 kWh de energia térmica à residência em uma hora (aproximadamente
J).