O fluido de trabalho utilizado em uma bombal de calor, que, opera segundo um ciclo de Carnot, é o R-134a. A temperatura do fluido refrigerante no evaporador da bomba de calor é 0^circ C e o fluido deixa o evaporador como vapor saturado. A temperatura do fluido refrigerante é 60^circ C no condensador da bomba de calor e o fluido deixa o condensador como líquido saturado. Determine: b) O coeficiente de desempenho (COP) do ciclo térmico.

Passo 1

Então, vamos lá! A gente tem um exercício sobre bombas de calor que operam com um ciclo de Carnot usando o fluido refrigerante R-134a. A temperatura no evaporador é de 0^circ C e no condensador é de 60^circ C. Nosso objetivo aqui é descobrir o Coeficiente de Desempenho (COP) desse ciclo térmico. Para isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre ciclos de Carnot e como calcular o COP.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é o Coeficiente de Desempenho (COP). Ele é uma medida da eficiência de uma máquina térmica, como uma bomba de calor. Basicamente, o COP nos diz quanto de calor útil a bomba de calor consegue fornecer em relação ao trabalho que ela consome.

Passo 3

No caso de um ciclo de Carnot, que é o ciclo térmico mais eficiente possível entre duas temperaturas, o COP pode ser calculado usando a seguinte fórmula:
COP = TquenteTquente - Tfria
Aqui, as temperaturas devem estar na escala Kelvin.

Passo 4

Vamos converter as temperaturas dadas de Celsius para Kelvin, porque na fórmula do COP usamos Kelvin.
Tfria = 0^circ C = 0 + 273 = 273, K
Tquente = 60^circ C = 60 + 273 = 333, K

Passo 5

Agora, vamos substituir esses valores na fórmula do COP:
COP = 333, K333, K - 273, K = 33360

Passo 6

Fazendo a conta:
COP = 33360 approx 5,55

Resposta

O coeficiente de desempenho (COP) do ciclo térmico é aproximadamente 5,55.

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