Calculate the amount of work input a refrigerator needs to make ice cubes out of a tray of 0.25 kg liquid water at
. Assume the refrigerator works in a Carnot cycle between
and
with a motor-compressor of 750 W . How much time does it take if this is the only cooling load?
Passo 1
We têm uma bandeja com massa
de água líquida a
que deve virar gelo a
. O ciclo de refrigeração opera como Carnot entre a temperatura de resfriamento
e o ambiente quente
. Vamos precisar de calor específico da água líquida
, calor específico do gelo
e calor latente de fusão
. A potência do motor-compressor é
. O conteúdo é termodinâmica de refrigeração e coeficiente de desempenho de Carnot.
Passo 2
Calcular o calor extraído
em três etapas:
– Resfriar a água de
a
:
– Congelar a água a
:
– Resfriar o gelo de
a
:
Somando:
Passo 3
O coeficiente de desempenho (COP) de Carnot é
Convertendo:
,
, então
Passo 4
O trabalho de entrada necessário é
Passo 5
Se o motor-compressor entrega
e toda essa potência serve só para essa carga, o tempo é