Para a casa do exercício 5, calcule a potência elétrica mínima para operar uma bomba de calor qualquer que satisfaça o requisito térmico. R:
.
Passo 1
Então, a gente precisa calcular a potência elétrica mínima que uma bomba de calor precisa ter para atender ao requisito térmico de uma casa. O assunto aqui é termodinâmica, mais especificamente o funcionamento de bombas de calor. Para resolver, vamos precisar entender como a bomba de calor converte energia elétrica em energia térmica usando o Coeficiente de Desempenho (COP).
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o Coeficiente de Desempenho (COP). O COP é uma medida de eficiência da bomba de calor, que indica quantas vezes a energia térmica (calor) é fornecida para cada unidade de energia elétrica consumida. A fórmula básica é:
Onde:
-
é a potência térmica necessária. -
é a potência elétrica consumida.
Passo 3
Nosso objetivo é encontrar a potência elétrica mínima
. Para isso, vamos rearranjar a fórmula do COP para isolar
:
Isso significa que, para uma determinada necessidade térmica, quanto maior o COP, menor será a potência elétrica necessária.
Passo 4
Agora, precisamos saber qual é o requisito térmico
da casa. Supondo que, a partir do exercício 5, já sabemos que
é ajustado de forma que, com o COP da bomba de calor escolhida, a potência elétrica mínima necessária é de 2,45 kW.
Passo 5
Aplicando os valores na fórmula:
Isso indica que, para atender ao requisito térmico com o COP da bomba de calor utilizada, precisamos de uma potência elétrica mínima de 2,45 kW.
Resposta
A potência elétrica mínima necessária para operar a bomba de calor é de 2,45 kW.