Um ciclo de refrigeração de Carnot tem R-410a como fluido de trabalho e opera entre dois reservatórios térmicos com temperaturas TH=40^circ C e TL=-5^circ C. 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.

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:
COP = TLTH - TL
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.
T(K) = T(°C) + 273,15
Então:
TH = 40°C + 273,15 = 313,15,K
TL = -5°C + 273,15 = 268,15,K

Passo 4

Com as temperaturas em Kelvin, vamos substituir na fórmula do COP:
COP = 268,15313,15 - 268,15
Primeiro, calcula a diferença no denominador:
313,15 - 268,15 = 45,K

Passo 5

Agora, divide COP = 268,1545 approx 5,96 pela diferença de temperatura:

Resposta

O Coeficiente de Desempenho (COP) do ciclo de refrigeração de Carnot é aproximadamente 5,96.

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