Enunciado

Considere uma bomba de calor que opera no ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor que utiliza refrigerante R-134a como fluido de trabalho entre os limites de pressão de 0,32 MPa e 1,2 MPa. O coeficiente de performance dessa bomba de calor é

(a) 0,17 (b) 1,2 (c) 3,1 (d) 4,9 (e) 5,9

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem?

Bem, podemos esboçar o esquema do diagrama T-s para o ciclo de refrigeração por compressão de vapor assim:

Como o problema pede o coeficiente de performance, devemos lembrar que:

C O P b o m b a = q H w e n t = h 2 - h 3 h 2 - h 1

Portanto, devemos encontrar os valores das respectivas entalpias.

Passo 2

Primeiramente, sabemos que P 1 = P 4 = 3 20   k P a e o estado 1 se encontra em vapor saturado, então, das tabelas termodinâmicas para o refrigerante R-134a, temos:

h 1 = 251,88   K J k g   e   s 1 = 0 , 9 3006 K J k g K

Sabe-se que o estado 2 encontra-se em vapor superaquecido e P 2 = P 3 = 1,2   M P a e que s 1 = s 2 , então:

h 2 ≅ 27 9,5 K J k g

O estado 3 se encontra em líquido saturado e possui P 3 = 1,2   M P a , então:

h 3 = 117,77 K J k g

E assumindo que há estrangulamento em 3-4, então h 4 = h 3 = 117,77 K J k g

Portanto, o COP pode ser encontrado em:

C O P b o m b a = 279,5 - 117,77 279,5 - 251,88   → C O P b o m b a = 5,86

Resposta

Letra e) 5,9

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