Enunciado

Um refrigerador termoelétrico é movido por uma bateria de automóvel de 12V que utiliza 3A de corrente quando está funcionando. O refrigerador se parece com uma pequena caixa de gelo, e em doze horas deve resfriar até 3°C nove latas de bebidas de 0,350 L cada, cuja temperatura inicial é 25°C. Determine o COP médio desse refrigerador.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem?

Bem, a taxa de resfriamento da geladeira é simplesmente a taxa de diminuição da energia das bebidas enlatadas, então:

Q ˙ L = Q L Δ t

Sendo que:

Q L = m c Δ T

E

m = ρ V

Consideremos as propriedades das bebidas enlatadas são as mesmas da água à temperatura ambiente. Então, da tabela A-3:

ρ = 1 k g L                 e     c p = 4,18   K J k g 0 C

Assim, podemos encontrar primeiramente a massa que se resfria:

m = 9 * 1 * 0,350   → m = 3,15   k g

Obs: Lembrando que são 9 latas de bebidas que serão resfriadas.

Passo 2

Então, o calor retirado é:

Q L = 3,15 * 4,18 * 25 - 3   → Q L = 290   K J

Assim, a taxa de diminuição da energia das bebidas enlatadas:

Q ˙ L = 290 12 * 3600   s     → Q ˙ L = 6,71   W

A energia elétrica consumida pelo refrigerador pode ser definida:

W ˙ e n t = V I = 12 * 3 = 36   W

Enfim, para encontrarmos o valor do COP para esse refrigerador:

C O P = Q ˙ L W ˙ e n t = 6,71 36 = 0,186

Resposta

Portanto:   C O P = 0,186

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