Qual dos parâmetros abaixo é usado para indicar a qualidade de um processo de refrigeraçâo?
a) Coeficiente de dilatação térmica.
b) Eficiência.
c) Parâmetro de Carnot.
d) Fator térmico.
e) Coeficiente de desempenho.
a) Coeficiente de dilatação térmica.
b) Eficiência.
c) Parâmetro de Carnot.
d) Fator térmico.
e) Coeficiente de desempenho.
Passo 1
O enunciado pergunta: “Qual dos parâmetros abaixo é usado para indicar a qualidade de um processo de refrigeração?” e apresenta as alternativas:
- (a) Coeficiente de dilatação térmica.
- (b) Eficiência.
- (c) Parâmetro de Carnot.
- (d) Fator térmico.
- (e) Coeficiente de desempenho.
O que precisa ser respondido é qual desses nomes corresponde ao parâmetro padrão que quantifica quão bom é um sistema refrigerante (isto é, quanto frio ele entrega em relação ao trabalho que consome).
Passo 2
Conceito central — o que significa “qualidade” de um refrigerador:
A qualidade de um processo de refrigeração costuma ser entendida como a capacidade de remover calor do ambiente frio por unidade de trabalho fornecido. O parâmetro padrão que expressa isso é o coeficiente de desempenho, definido por
A qualidade de um processo de refrigeração costuma ser entendida como a capacidade de remover calor do ambiente frio por unidade de trabalho fornecido. O parâmetro padrão que expressa isso é o coeficiente de desempenho, definido por
onde:
-
é a quantidade de calor removida do espaço frio (por exemplo, em ou ); -
é o trabalho fornecido ao refrigerador (por exemplo, o trabalho do compressor, em ou ).
Explicando com calma: se
isso quer dizer que para cada
unidade de energia elétrica investida (trabalho), o sistema retira
unidades de calor do espaço refrigerado — quanto maior a
, melhor (mais “frio” entregue por trabalho).
Exemplo numérico simples:
Passo 3
Por que as outras alternativas não são a resposta correta:
(a) Coeficiente de dilatação térmica — é uma propriedade dos materiais que diz quanto o material se expande com a temperatura. Não tem relação com a performance de um ciclo de refrigeração.
(b) Eficiência — o termo “eficiência” (
) é usado tipicamente para máquinas térmicas (motores) e costuma ser definido como a razão entre trabalho útil e calor fornecido, por exemplo
Para refrigeração esse formato não traduz diretamente “quantos refrigeramentos por unidade de trabalho”; portanto não é o parâmetro padrão para medir a qualidade de um refrigerador. Em refrigeração usa-se
.
(c) Parâmetro de Carnot — existe uma expressão de limite ideal (reversível) dada pela máquina de Carnot; para um refrigerador reversível ideal a expressão do coeficiente de desempenho máximo é
com
e
em Kelvin. Isso é um limite teórico (uma referência), não o nome do parâmetro prático usado para indicar a qualidade do processo real — o parâmetro prático é a
, e o valor de Carnot serve apenas como limite superior.
(d) Fator térmico — não é um termo padrão e não corresponde ao parâmetro usado convencionalmente em refrigeração. Pode aparecer em contextos específicos mas não é o nome técnico aceito para medir desempenho de refrigeradores.
Passo 4
Resumo didático e dica de prova:
- Sempre que a questão pede “qual o parâmetro que indica a qualidade de um processo de refrigeração”, pense: quanto de calor é removido por unidade de trabalho? Essa razão é precisamente o coeficiente de desempenho,
. - Lembre que
é adimensional e que existe um valor máximo teórico dado por (usar temperaturas em Kelvin) — isso ajuda a comparar sistemas reais com o limite de Carnot.
Resposta
e) Coeficiente de desempenho.