Considere um ciclo ideal de refrigeração que apresenta temperaturas no condensador e no evaporador, respectivamente, iguais a
. Determine o coeficiente de eficácia para ciclos que utilizam R-12 e amônia como fluido de trabalho.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me pediu para resolver um exercício sobre o coeficiente de eficácia (também conhecido como COP) de um ciclo ideal de refrigeração. O enunciado diz que as temperaturas no condensador e no evaporador são, respectivamente,
e
. Vamos precisar usar conceitos de termodinâmica, especificamente sobre ciclos de refrigeração ideais, e aplicar a fórmula do COP para encontrar a eficácia do ciclo utilizando R-12 e amônia como fluidos de trabalho.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é o coeficiente de eficácia (COP). No contexto de um ciclo de refrigeração, o COP é uma medida de eficiência que indica quanto de calor é removido do ambiente frio (
) em relação ao trabalho realizado (
) pelo ciclo. A fórmula geral do COP para um ciclo de refrigeração ideal (Ciclo de Carnot) é:
Mas para um ciclo de Carnot, podemos relacionar as temperaturas com o COP usando a seguinte fórmula:
Onde:
-
é a temperatura do evaporador (em Kelvin) -
é a temperatura do condensador (em Kelvin)
Passo 3
Vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, já que nas equações termodinâmicas usamos a escala Kelvin.
Passo 4
Agora, substituímos esses valores na fórmula do COP do Ciclo de Carnot:
Passo 5
Fazendo a conta:
Passo 6
Então, o coeficiente de eficácia para esse ciclo ideal de refrigeração é 4,3. E o legal é que, sendo um ciclo ideal, esse valor do COP é válido tanto para sistemas que usam R-12 quanto para aqueles que utilizam amônia como fluido de trabalho.
Resposta
O coeficiente de eficácia (COP) para o ciclo ideal de refrigeração é 4,3 tanto para R-12 quanto para amônia.