- Em regime permanente, um ciclo de refrigeração remove
de energia por transferência de calor de um espaço mantido a
e descarrega energia por transferência de calor para as vizinhanças a
. Se o coeficiente de desempenho do ciclo for
daquele associado a um ciclo de refrigeração reversível operando entre reservatórios a estas duas temperaturas, determine a potência de entrada para o ciclo, em kW.
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo de refrigeração em regime permanente que remove
de um espaço a
e rejeita calor a
. Diz ainda que o coeficiente de desempenho real é
do coeficiente de desempenho de um ciclo reversível entre essas duas temperaturas. Nosso objetivo é achar a potência de entrada (trabalho por segundo) em kW. Vamos usar as definições de COP e a expressão do COP de Carnot para refrigeração.
Passo 2
Primeiro convertemos a taxa de remoção de calor para kW.
Passo 3
Transformamos as temperaturas em Kelvin:
Passo 4
O coeficiente de desempenho de um refrigerador de Carnot é
Passo 5
O enunciado diz que o COP real vale
do reversível. Logo
Passo 6
Usando a definição de COP (
), o trabalho de entrada real é
Resposta
A potência de entrada para o ciclo é aproximadamente
.