Enunciado

A iluminação interna dos refrigeradores é geralmente feita por lâmpadas incandescentes, cujos botões são acionados pela abertura da porta do refrigerador. Considere um refrigerador cuja lâmpada de 40 W permaneça ligada cerca de 60 horas por ano. Propôs-se substituir a lâmpada elétrica por outra mais eficiente, cujo consumo é de apenas 18 W – mas custa US$ 25 (compra e instalação). Considerando que o coeficiente de performance do refrigerador é de 1,3 e que a eletricidade custa US$ 0,08 por kWh, determine se a economia de consumo energético da lâmpada proposta justifica seu custo.

Passo 1

A lâmpada de uma geladeira deve ser substituída por uma lâmpada eficiente de 25 dólares que consome menos da metade da eletricidade. Deve ser determinado se a economia de energia da lâmpada eficiente justifica o seu custo. A energia de iluminação economizada por ano pela lâmpada energeticamente eficiente é

E n e r g i a   d a   l u z   e c o n o m i z a d a = ( p o t e n c i a   d a   l u z   e c o n o m i z a d a ) ( h o r a s )

= 40 - 18   W × 60 h / a n o

= 1320   W h = 1.32   k W h

Passo 2

Isto significa que 1,32 kWh menos calor é fornecido ao espaço refrigerado pela lâmpada, que deve ser removida do espaço refrigerado. Isto corresponde a uma economia de refrigeração de

E n e r g i a   d a   g e l a d e i r a   e c o n o m i z a d a = E n e r g i a   d a   l u z   s a l v a C O P = 1.32   k W h 1.3 = 1.02   k W h

Então a energia eléctrica total e o dinheiro poupado pela lâmpada economizadora de energia passam a

E n e g i a   t o t a l   s a l v a = l u z + g e l a d e i r a = 1.32 + 1.02 = 2.34   k W h / a n o

d i n h e i r o   s a l v o = e n e r g i a   t o t a l   s a l v a c u s t o   d a   e n e r g i a

= 2.34 × 0.08

= $ 0.19 / a n o

Ou seja, a lâmpada economizará apenas 19 centavos por ano em custos de energia, e demorará $25/$0,19 = 132 anos para que ela se pague a si própria a partir da energia que economiza. Portanto, neste caso, não se justifica.

Resposta

Não se justifica

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um ciclo de Carnot a gás ideal utiliza hélio como fluido de trabalho e rejeita calor para um lago a 15 °C. Determine a razão de pressão, a razão de compressão e a temperatura mínima da fonte de calor
Um pequeno foguete de controle de posicionamento de um satélite é acionado por um recipiente de 2 pés3 preenchido com o R-134a a –10 °F. Ao ser iniciado, o recipiente está completamente preenchido com
Repita o Prob. 9–166, considerando que o lago está a 60 °F e a eficiência térmica do ciclo de Carnot é de 60%.
Reconsidere o Prob. 9–175. Usando o EES (ou outro programa), investigue os efeitos da variação das eficiências isentrópicas do compressor e da turbina e da efetividade do regenerador sobre o trabalho
Quais são as características comuns a todas as máquinas térmicas?