Questão 1
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
Informações e instruções
- Respostas que diferirem do gabarito em até 1.0 % serão consideradas corretas, portanto escreva suas respostas com pelo menos, 4 algarismos significativos, o que pode ser diferente de um algarismo com 4 casas decimais.
- Algumas respostas podem ser consideradas corretas mesmo que difiram do gabarito em mais que
, se forem corretamente compatíveis com respostas correlatas.
- Alguns itens podem ter nota parcial.
Questão
Considere um refrigerador cujo fluido refrigerante opera entre as temperaturas de
e
. O coeficiente de desempenho desse refrigerador é 60 % do coeficiente de desempenho de um refrigerador de Carnot operando nessas mesmas condições.
Esse refrigerador é utilizado para produzir gelo a
a partir de 2.8 kg água líquida a
que está dentro de uma vasilha de acrílico de 650 g , que inicialmente também está a
.
(a) (
%) É possível afirmar que o refrigerador deve retirar
kJ de calor da água e
kJ de calor da vasilha para produzir 2.8 kg de gelo. Assuma que ao final do processo, a vasilha está em equilíbrio térmico com o gelo.
(b) (21 %) A variação da entropia da água é kJ/K e da vasilha é
.
(c)
Caso o calor rejeitado pelo refrigerador, que é igual a kJ , ocorra em um ambiente a
, é possível afirmar que todo esse processo gerou uma entropia de
.
(d)
A quantidade de trabalho consumido pelo refrigerador nesse processo é
kJ pois o coeficiente de desempenho do refrigerador é
.
(e) (17 %) Caso o processo ocorra em 2 h e 15 minutos, e o único calor retirado pelo refrigerador provenha da água e da vasilha, é possível afirmar que a mínima potência consumida pelo compressor do refrigerador é
We a taxa de geração de entropia nesse processo de resfriamento é
W/K.
-
avaliação (2025.1):
e
questões (45 % da nota, presencial)
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avaliação (2025.1):
questão (30 % da nota se feita presencialmente ou 25 % da nota se feita extraclasse)
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
(a) (
(b) (21 %) A variação da entropia da água é kJ/K e da vasilha é
(c)
(d)
(e) (17 %) Caso o processo ocorra em 2 h e 15 minutos, e o único calor retirado pelo refrigerador provenha da água e da vasilha, é possível afirmar que a mínima potência consumida pelo compressor do refrigerador é
Passo 1
O enunciado descreve um refrigerador que opera entre as temperaturas frías de
e quentes de
, com coeficiente de desempenho real igual a
do de um refrigerador de Carnot nessas temperaturas. Ele é usado para transformar
de água líquida a
em gelo a
, dentro de uma vasilha de acrílico de massa
, também a
. Ao final tudo está a
. Vamos precisar de:
-
-
-
-
Usaremos fórmulas de calor sensível, calor latente e entropia ou na fusão.
Passo 2
Calcular o calor retirado da água, que é a soma de:
- Resfriar de
a :
- Congelar a
:
- Resfriar gelo de
a :
Total de calor da água:
Passo 3
Calcular o calor retirado da vasilha de acrílico ao resfriar de
a
:
Passo 4
Entropia da água:
- Resfriamento líquido:
- Fusão:
- Resfriamento gelo:
Passo 5
Entropia da vasilha (calor sensível):
Passo 6
Coeficiente de desempenho de Carnot para refrigerador:
onde
e
.
COP real:
COP real:
Passo 7
Trabalho consumido:
Calor rejeitado:
Passo 8
Entropia gerada no ambiente a
:
Geração total de entropia:
Passo 9
Se o processo dura
:
Potência mínima:
Potência mínima:
Taxa de geração de entropia:
Resposta
(a)
e
(b)
(c) e
(d) e
(e) e
(b)
(c)
(d)
(e)