Um resfriador de água potável deve resfriar
de água de
para
. Suponha que uma pequena unidade de refrigeração com COP de 2,5 faz esta transferência. Determine a taxa de refrigeração necessária e a potência mecânica requerida.
Passo 1
O enunciado pede para esfriar água à vazão de
de
para
. O conteúdo envolvido é balanço de energia em regime estacionário para água (capacidade calorífica) e a definição de COP de uma máquina frigorífica,
onde
é a taxa de refrigeração (calor extraído por segundo) e
é a potência mecânica de entrada.
Passo 2
Convertemos a vazão volumétrica em vazão mássica. Como a densidade da água é aproximadamente
, cada litro tem massa de
. Logo,
Passo 3
A taxa de refrigeração é dada por
onde
e
. Assim,
Passo 4
Pela definição de COP,
Resposta
Taxa de refrigeração necessária:
.
Potência mecânica requerida: .
Potência mecânica requerida: