Determinar o COP da Máquina frigorífica, operando pelo ciclo de Carnot, conhecendo-se:
Temperatura de evaporação, \mathrm{Te}=-10^{\circ} \mathrm{C}
Temperatura de condensação, \mathrm{Tc}=35^{\circ} \mathrm{C}

Passo 1

O enunciado pede o coeficiente de desempenho (COP) de uma máquina frigorífica ideal operando em ciclo de Carnot entre uma fonte fria à temperatura de evaporação \mathrm{T_e}=-10^\circ\mathrm{C} e uma fonte quente à temperatura de condensação \mathrm{T_c}=35^\circ\mathrm{C}. Vamos usar o conceito de que, em um ciclo de Carnot, as temperaturas devem estar em Kelvin e a fórmula do COP para refrigerador é dada por \mathrm{COP}=\frac{T_{\text{fria}}}{T_{\text{quente}}-T_{\text{fria}}}.

Passo 2

Converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, lembrando que \;T(\mathrm{K})=T(^{\circ}\mathrm{C})+273,15:
T_{\text{fria}} = -10^\circ\mathrm{C} + 273,15 = 263,15\;\mathrm{K},
T_{\text{quente}} = 35^\circ\mathrm{C} + 273,15 = 308,15\;\mathrm{K}.

Passo 3

Escrever a expressão do COP para refrigerador em ciclo de Carnot:
\mathrm{COP} = \frac{T_{\text{fria}}}{T_{\text{quente}} - T_{\text{fria}}}.

Passo 4

Substituir os valores em Kelvin na fórmula e calcular:
\mathrm{COP} = \frac{263,15}{308,15 - 263,15} = \frac{263,15}{45,00} \approx 5,85.

Resposta

\mathrm{COP}\approx 5,85

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