Questão 4: Um refrigerador remove
do espaço frio a
usando 750 W de potência de entrada enquanto rejeita calor para a cozinha a
. Encontre a taxa de irreversibilidade.
Passo 1
O enunciado trata de um refrigerador que retira
do espaço frio a
, recebe trabalho de entrada
e rejeita calor para a cozinha a
. Queremos calcular a taxa de irreversibilidade (ou trabalho desperdiçado), conceito ligado à geração de entropia pela 2ª lei da Termodinâmica.
Passo 2
Primeiro convertemos temperaturas para a escala Kelvin:
Passo 3
Pela 1ª lei da Termodinâmica em regime estacionário, o calor rejeitado
satisfaz
ou seja
Passo 4
A geração de entropia do ciclo é, pela 2ª lei,
Substituindo valores (em W e K):
Passo 5
A taxa de irreversibilidade
(ou perda exergética por irreversibilidade) é
onde tomamos
igual à temperatura de referência do meio ambiente (aqui a cozinha)
. Assim,
Resposta
A taxa de irreversibilidade do refrigerador é aproximadamente
.