Enunciado

Reconsidere o Prob. 6–136. Utilizando o EES (ou outro programa), investigue os efeitos da temperatura da fonte da máquina térmica, da temperatura ambiente e da temperatura do espaço refrigerado sobre o fornecimento de calor necessário a máquina térmica e sobre a taxa total de rejeição de calor no ambiente. Varie a temperatura de fonte de 500 K a 1.000 K, a temperatura ambiente de 275 K a 325 K e a temperatura do espaço refrigerado de -20 °C a 0 °C. Trace um gráfico do fornecimento de calor necessário em função da temperatura da fonte considerando uma temperatura do espaço refrigerado correspondente a -15 °C e também as temperaturas ambientes de 275 K, 300 K e 325 K. Discuta os resultados.

Passo 1

Vamos lá! O programa utilizado é o EES como indicado pela questão, portanto os resultados são tabulados no passo 2 e plotados no passo 3.

Passo 2

Q_dot_L_R = 250 [kJ/min]

T_surr = 300 [K]

T_H = 900 [K]

T_L_C = -15 [C]

T_L =T_L_C+ 273

" Coeficiente de desempenho da geladeira Carnot:"

T_H_R = T_surr

COP_R = 1/(T_H_R/T_L-1)

" Entrada de energia para a geladeira:"

W_dot_in_R = Q_dot_L_R/COP_R

" A potência de saída do motor térmico deve ser:"

W_dot_out_HE = W_dot_in_R

" A eficiência do motor térmico é:"

T_L_HE = T_surr

eta_HE = 1 - T_L_HE/T_H

" A taxa de entrada de calor para o motor térmico é:"

Q_dot_H_HE = W_dot_out_HE/eta_HE

" Primeira lei aplicada ao motor térmico e à geladeira:"

Q_dot_L_HE = Q_dot_H_HE - W_dot_out_HE

Q_dot_H_R = Q_dot_L_R + W_dot_in_R

Portanto, a tabela com os valores é:

Passo 3

Logo, o gráfico resultante a partir dos valores tabelados é

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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