Um refrigerador de Carnot funciona entre um reservatório frio à temperatura
e um reservatório quente à temperatura
. Pretende-se aumentar o seu coeficiente de desempenho. Das seguintes, qual a mudança que resulta no maior aumento do coeficiente? O valor de
é o mesmo para todos os casos.
Escolha uma opção:
a. Aumentar a temperatura do reservatório frio de
b. Baixar a temperatura do reservatório frio de
c. Baixar a temperatura do reservatório quente de
d. Baixar a temperatura do reservatório quente de (1/2)
e aumentar a temperatura do reservatório frio de
e. Aumentar a temperatura do reservatório quente de
a. Aumentar a temperatura do reservatório frio de
b. Baixar a temperatura do reservatório frio de
c. Baixar a temperatura do reservatório quente de
d. Baixar a temperatura do reservatório quente de (1/2)
e. Aumentar a temperatura do reservatório quente de
Passo 1
Beleza, aqui a ideia é entender qual mudança vai turbinar mais o coeficiente de desempenho (COP) de um refrigerador de Carnot que opera entre uma temperatura fria
e uma quente
.
Matéria: Termodinâmica (ciclo de Carnot e COP de refrigeração).
O que precisamos: a fórmula do COP de um refrigerador de Carnot, que é
Matéria: Termodinâmica (ciclo de Carnot e COP de refrigeração).
O que precisamos: a fórmula do COP de um refrigerador de Carnot, que é
e aí calcular como esse
muda para cada opção.
Passo 2
Vamos anotar o COP original e depois o COP em cada cenário:
- COP original
- Opção (a): aumentar
em
- Opção (c): baixar
em
- Opção (d): baixar
em e aumentar em
Passo 3
Agora olhamos quanto cada um ganhou em relação a
original, ou seja
Sem entrar em todos os detalhes algébricos, dá pra mostrar que
-
, -
, -
.
Como
e ainda
(é mais de duas vezes maior), a opção (a) dá o maior aumento no COP.
Resposta
A alternativa (a): aumentar a temperatura do reservatório frio em
.