Um refrigerador opera em um ciclo de refrigeração ideal e mantém uma câmara fria a uma temperatura de
, rejeitando calor para um ambiente a
. O ciclo opera com um fluido refrigerante ideal e pode ser aproximado por um ciclo de Carnot reversível.
A taxa de transferência de calor para o ambiente externo é de
.
Sabemos que a eficiência de um refrigerador é medida pelo Coeficiente de Performance (COP), definido como:
onde
é a taxa de calor retirada da câmara fria e
é o trabalho líquido necessário para operar o ciclo. Para um ciclo de Carnot reversível, temos:
onde as temperaturas devem estar em Kelvin.
Determine o Coeficiente de Performance (COP) do refrigerador.
A taxa de transferência de calor para o ambiente externo é de
Sabemos que a eficiência de um refrigerador é medida pelo Coeficiente de Performance (COP), definido como:
Determine o Coeficiente de Performance (COP) do refrigerador.
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem um ciclo de refrigeração ideal (Carnot) que mantém a câmara fria a
e rejeita calor pro ambiente a
. A parada é calcular o Coeficiente de Performance (COP), que em ciclos de Carnot reversível é
com as temperaturas em Kelvin. A gente vai precisar:
- Converter
e pra Kelvin. - Substituir na fórmula do COP do Carnot.
Passo 2
Primeiro, converte as temperaturas de Celsius pra Kelvin. A conversão é super simples:
Então:
Passo 3
Agora, aplica a fórmula do COP de um refrigerador de Carnot:
Substituindo:
Passo 4
Só falta fazer a divisão:
Resposta
O Coeficiente de Performance do refrigerador é
.