Cada um dos parâmetros de desempenho de ciclos, definidos neste capitulo, assume a forma de uma razão entre um valor de energia e uma quantidade de energia adicionada ao sistema. Para cada um dos três ciclos apresentados, identifique as formas de energia que assumem essas definições.
Passo 1
O enunciado fala dos três ciclos termodinâmicos básicos – máquina térmica, refrigerador e bomba de calor – e dos seus parâmetros de desempenho, que sempre aparecem na forma
Para cada ciclo precisamos identificar qual é essa “energia útil” (numerador) e qual é a energia que é adicionada (denominador).
Passo 2
No ciclo de máquina térmica definimos a eficiência térmica
como
Aqui:
• é o trabalho produzido pelo ciclo (energia útil).
• é o calor absorvido do reservatório quente (energia fornecida).
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Passo 3
No ciclo de refrigeração definimos o coeficiente de desempenho
como
Aqui:
• é o calor removido do reservatório frio (energia útil, pois é o efeito de refrigeração).
• é o trabalho que deve ser fornecido ao ciclo (energia adicionada).
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Passo 4
No ciclo de bomba de calor definimos o coeficiente de desempenho
como
Aqui:
• é o calor entregue ao reservatório quente (energia útil, pois é o efeito de aquecimento).
• novamente é o trabalho fornecido ao ciclo (energia adicionada).
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Resposta
Máquina térmica: energia útil = trabalho líquido
, energia adicionada = calor absorvido
.
Refrigerador: energia útil = calor removido , energia adicionada = trabalho de entrada
.
Bomba de calor: energia útil = calor entregue , energia adicionada = trabalho de entrada
.
Refrigerador: energia útil = calor removido
Bomba de calor: energia útil = calor entregue