Questão ( 3,5 pontos) Um teste comum realizado pelos fabricantes de aparelhos de refrigeração é o chamado “pull-down” que consiste em por a “carcaça” do produto a operar numa condição inversa a situação comum. Isto é, aquece-se o produto internamente através de uma resistência elétrica e se mantém o produto resfriado em uma câmara fria. O ensaio é realizado aquecendo-se o interior a
com uma resistência elétrica e a temperatura externa é mantida a
. Nesta condição foi medido para este produto uma potência de 30 W . Em um ensaio de consumo de energia no qual se mantém a temperatura interna média em
e a temperatura externa de
foi obtido que este produto consome 200kJ por dia. Sabendo-se que o coeficiente de desempenho real (COP) é a relação à capacidade de refrigeração e o trabalho
elétrico despendido no processo (assumindo que não há perdas mecânicas no compressor) calcule este COP.
elétrico despendido no processo (assumindo que não há perdas mecânicas no compressor) calcule este COP.
Passo 1
O enunciado descreve um teste de “pull-down” em que, invertendo o ciclo, aquece-se o interior a 43 °C e mantém-se o externo a 5 °C, e nessa condição mediu-se a capacidade de refrigeração de 30 W. Depois, em operação normal (interno a 7 °C e externo a 32 °C), mediu-se o consumo elétrico de 200 kJ por dia. Queremos o COP real, que é a razão entre a capacidade de refrigeração e o trabalho elétrico.
Passo 2
O COP de um refrigerador (ou bomba de calor em modo refrigeração) é definido por
onde
é a potência de refrigeração (em W) e
é a potência elétrica de entrada (em W).
Passo 3
No ensaio normal o consumo de energia por dia é 200 kJ. Primeiro convertemos isso em potência média:
Passo 4
Assumindo que a capacidade de refrigeração
permanece em 30 W, calculamos o COP como:
Resposta
COP