Enunciado

Uma bomba de calor fornece energia de aquecimento a uma casa a uma taxa de 140.000 kJ/h. A casa e mantida a 25 °C. Por um período de um mês, a bomba de calor funciona durante 100 horas para transferir energia de uma fonte de calor externa a casa para o interior da casa. Considere uma bomba de calor que recebe calor de duas fontes externas de energia diferentes. Em uma aplicação, a bomba de calor recebe calor do ar externo a 0 °C. Na segunda aplicação, a bomba de calor recebe calor de um lago cuja temperatura e de 10 °C. Considerando que a eletricidade custa US$ 0,085/kWh, determine o valor máximo economizado quando se substitui o ar externo pela agua do lago como fonte externa de energia.

Passo 1

Vamos lá! A questão nos afirma que uma bomba de calor é usada para aquecer uma casa. O dinheiro máximo poupado usando a água do lago em vez do ar exterior como a fonte de calor deve ser determinada.

Assumindo que

  1. Existem condições de funcionamento estáveis.
  2. As mudanças cinéticas e potenciais de energia são zero.

Passo 2

Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. Quando o ar exterior é utilizado como fonte de calor, o custo da energia é calculado considerando uma bomba de calor reversível como segue:

Repetindo os cálculos para a água do lago,

Passo 3

Então o dinheiro poupado torna-se

D i n h e i r o   p o u p a d o =

Resposta

$ 11.10

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