Se um ciclo de Carnot é realizado ao contrário, temos um refrigerador. Uma quantidade de calor
é extraída à temperatura inferior
e a quantidade de calor
é liberada à temperatura superior
. A diferença está no trabalho
que deve ser fornecido para fazer funcionar o refrigerador. (a) Mostre que
(b) O coeficiente de desempenho
de um refrigerador é definido como a razão entre o calor extraído do reservatório frio e o trabalho necessário para operar o refrigerador. Mostre que,
(c) Num refrigerador mecânico as serpentinas de baixa temperatura estão a
e o gás comprimido no condensador a
. Determine o coeficiente teórico de desempenho. Resp.: 6,8
Passo 1
O enunciado fala de um ciclo de Carnot executado ao contrário (refrigerador): extrai-se
do reservatório frio a
, rejeita-se
no reservatório quente a
e requer-se trabalho
. Vamos usar a primeira lei da termodinâmica (conservação de energia) e a relação de reversibilidade de Carnot:
Passo 2
Pela reversibilidade do ciclo de Carnot invertido vale
Pela primeira lei, o trabalho fornecido é a diferença entre o calor rejeitado e extraído:
Passo 3
O coeficiente de desempenho
é definido por
Substituindo
do passo anterior,
Passo 4
Para
e
,
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)