Um refrigerador deve conservar sua temperatura interna em
enquanto a temperatura externa é de
.
Supondo que, a cada dia, penetre nele
de calor e que seu coeficiente de desempenho seja
menor que o de um refrigerador ideal de Carnot, determine:
a) O trabalho (por dia) e a potência necessária para operar o refrigerador. Resp:
b) O custo mensal supondo que seja cobrado R$ 0,24 por quilowatt-hora. Resp: R$26,16
a) O trabalho (por dia) e a potência necessária para operar o refrigerador. Resp:
b) O custo mensal supondo que seja cobrado R$ 0,24 por quilowatt-hora. Resp: R$26,16
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos um refrigerador que mantém a temperatura interna em 0 °C e a externa em 25 °C. A cada dia entra nele um calor de
J. Precisamos achar (a) o trabalho diário e a potência e (b) o custo mensal de operação, sabendo que o COP real é 30 % menor que o de um refrigerador de Carnot.
Passo 2
O coeficiente de desempenho ideal de Carnot (COP_C) para refrigeração é dado por:
onde as temperaturas devem estar em kelvin. Aqui
Passo 3
Como o refrigerador real tem COP 30 % menor, seu COP é
Passo 4
O trabalho diário necessário para retirar o calor
é dado por
:
Passo 5
A potência média resulta dividindo o trabalho pelo tempo de um dia (
s):
Passo 6
Para o custo mensal, calculamos a energia consumida em 30 dias:
J. Convertendo para kWh:
Passo 7
Multiplicando pela tarifa de R$ 0,24/kWh, o custo mensal é
Resposta
a) Trabalho diário
J e potência média
W
b) Custo mensal
b) Custo mensal