Enunciado

Água entra em uma máquina de gelo a 55 °F e sai como gelo a 25 °F. Considerando que o COP da máquina de gelo é de 2,4 durante essa operação, determine a energia necessária para uma taxa de produção de gelo de 28 lbm/h. (É necessário remover 169 Btu de energia de cada lbm e água a 55 °F para transformá-la em gelo a 25 °F.)

Passo 1

Primeiro precisaremos saber quanto calor é removido por hora. A vazão de massa que passa pelo refrigerador é m ˙ = 28   l b m / h

A questão nos diz que para cada l b m é necessário remover q L = 169   B t u / l b m de calor. Então, podemos calcular a quantidade de calor removido multiplicando q L pela massa:

Q ˙ L = q L ⋅ m ˙

Aplicamos os valores:

Q ˙ L = 169 B t u l b m ⋅ 28 l b m h

Q ˙ L = 4732 B t u h

Passo 2

Agora que temos a taxa de calor que é removido da água, e a questão já nos dá o COP do refrigerador, podemos calcular a potência necessária para o sistema:

W ˙ l i q = Q ˙ L C O P R

W ˙ l i q = 4732   B t u / h 2,4

W ˙ l i q = 1971,67 B t u h

Utilizando a tabela no final do livro, temos que: 1   h p = 2544,5   B t u / h

W ˙ l i q = 1971,67 B t u h h p 2544,5   B t u / h

O resultado final é:

W ˙ l i q = 0,775   h p

Resposta

W ˙ l i q = 0,775   h p

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