Uma bomba de calor tem coeficiente de desempenho igual a 4,20 e requer uma potência de
para operar. Se a bomba de calor fosse invertida de modo a atuar como um ar-condicionado no verão, qual seria seu coeficiente de desempenho?
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado diz que temos uma bomba de calor com coeficiente de desempenho (COP) igual a 4,20 e que ela precisa de 1,75 kW de energia para funcionar. A matéria envolvida é Termodinâmica, mais especificamente a relação entre COP de bomba de calor (modo aquecimento) e de ar-condicionado (modo resfriamento). Vamos precisar saber:
- O que é COP e como ele se define para bomba de calor e para ar-condicionado.
- A relação entre o calor entregue/retirado e o trabalho realizado.
Passo 2
Primeiro, entenda o que é COP.
- Para uma bomba de calor (modo aquecimento), definimos
onde
é o calor que sai quente no ambiente e
é o trabalho (energia) que a bomba consome.
- Para um ar-condicionado (modo resfriamento), definimos
onde
é o calor retirado do ambiente que você quer resfriar.
E tem a relação de conservação de energia (primeira lei da termodinâmica):
Passo 3
Agora, usando essa relação na definição do COP da bomba de calor:
Isso mostra que
Passo 4
Basta então substituir o valor que temos para a bomba de calor:
Resposta
O coeficiente de desempenho no modo ar-condicionado é
.