Exercícios Resolvidos de Introdução aos ciclos de potência e de refrigeração

Ver Teoria

Enunciado

Numa fábrica de sorvete deve-se manter a câmara fria a uma temperatura de -20°C. Para isso é necessário remover 200 kJ de calor por segundo da câmara. Sabendo que a fábrica dispõe de uma máquina térmica, que recebe 100 kJ de calor por segundo da fonte quente e possui eficiência de 80%, para fornecer energia à câmara fria. Qual a eficiência mínima da câmara fria para que essa operação possa ser realizada?

Passo 1

Vamos lembrar das eficiências do ciclo refrigerador e da máquina térmica, respectivamente:

β = Q L W

η = W Q H

Se temos de remover 200 kJ da câmara fria, então esse é o nosso Q L do refrigerador. Como um manda trabalho para o outro, ambos W são iguais. Por fim, o Q H da máquina é o quanto de calor entra nessa máquina, sendo igual a 100 kJ, com eficiência de 80%.

Passo 2

Agora perceba que, com a equação da eficiência da máquina térmica, é possível achar o trabalho gerado.

80 % = W 100

W = 100 ⋅ 0,80 = 80   k J

Passo 3

Agora aplicamos esse trabalho achado no passo 2 na equação da eficiência do refrigerador.

β = Q L W

β = 200 80 = 2,5

Resposta

β = 2,5

Exercícios de Livros Relacionados

Um condicionador de ar produz um efeito de resfriamento de 2 kW enquanto rejeita 2,5 kW de calor. Qual é o seu COP?
Um sistema de refrigeração deve resfriar uma massa média de 350 g de pães a partir de uma temperatura inicial de 30 °C até -10 °C, a uma taxa de 1.200 pães por hora, utilizando ar refrigerado a -30 °C
A substituição de lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes de baixo consumo reduz o consumo de energia de iluminação a 1/4 do que era anteriormente. A energia consumida pelas lâmpadas e, no
Compare a eficiência térmica de uma turbina a gás de dois estágios com regeneração, reaquecimento e resfriamento intermediário à eficiência de uma turbina a gás de três estágios com o mesmo equipament
Um novo refrigerador doméstico típico consome cerca de 680 kWh de eletricidade por ano e tem um coeficiente de performance de 1,4. A quantidade anual de calor removida do espaço refrigerado por esse r