3-Calcular o coeficiente de desempenho para o refrigerador de Carnot.
Passo 1
O enunciado pede o coeficiente de desempenho (COP) de um refrigerador de Carnot.
Conteúdo: termodinâmica — ciclos reversíveis e segunda lei.
Vamos usar a definição de COP para refrigerador e a relação entre as trocas de calor e temperaturas em um ciclo de Carnot.
Conteúdo: termodinâmica — ciclos reversíveis e segunda lei.
Vamos usar a definição de COP para refrigerador e a relação entre as trocas de calor e temperaturas em um ciclo de Carnot.
Passo 2
Definimos o coeficiente de desempenho de um refrigerador como a razão entre o calor extraído do corpo frio e o trabalho fornecido:
Como o trabalho
é a diferença entre o calor cedido à fonte quente
e o calor extraído da fonte fria
, temos
Passo 3
Para um ciclo de Carnot reversível, a segunda lei nos dá a relação
onde
e
são as temperaturas (em Kelvin) da fonte fria e da fonte quente, respectivamente.
Dessa relação segue
Dessa relação segue
Passo 4
Substituindo
em
e depois em
:
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