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
e o fluido deixa o evaporador como vapor saturado. A temperatura do fluido refrigerante é
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
e no condensador é de
. 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:
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.
Passo 5
Agora, vamos substituir esses valores na fórmula do COP:
Passo 6
Fazendo a conta:
Resposta
O coeficiente de desempenho (COP) do ciclo térmico é aproximadamente 5,55.