Um ciclo de refrigeração de Carnot tem R-410a como fluido de trabalho e opera entre dois reservatórios térmicos com temperaturas
e
. Sabendo que, durante o processo de rejeição de calor, o R-410a passa do estado de vapor saturado para líquido saturado, determine:
(b) O coeficiente de desempenho, COP.
(b) O coeficiente de desempenho, COP.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um ciclo de refrigeração de Carnot usando R-410a como fluido de trabalho. A gente precisa calcular o Coeficiente de Desempenho (COP) desse refrigerador. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica relacionados a ciclos de Carnot e entender como as temperaturas dos reservatórios influenciam no COP.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o Coeficiente de Desempenho (COP) mede a eficiência de um refrigerador. Ele indica quanta calor a gente consegue remover do ambiente frio para o quente por unidade de trabalho realizado. A fórmula para o COP de um ciclo de Carnot é:
Onde:
-
é a temperatura do reservatório frio (em Kelvin). -
é a temperatura do reservatório quente (em Kelvin).
Passo 3
Agora, precisamos converter as temperaturas dadas de Celsius para Kelvin, porque a fórmula do COP exige temperaturas absolutas.
Então:
Passo 4
Com as temperaturas em Kelvin, vamos substituir na fórmula do COP:
Primeiro, calcula a diferença no denominador:
Passo 5
Agora, divide
pela diferença de temperatura:
Resposta
O Coeficiente de Desempenho (COP) do ciclo de refrigeração de Carnot é aproximadamente 5,96.