Ciclo de Carnot: Um ar-condicionado no aeroporto de Timbuktu opera um sistema de refrigeração usando o R-410a com alta pressão de 1500 kPa e baixa pressão de 200 kPa. Deve esfriar o ar do deserto a 45 °C até 15 °C. O coeficiente de performance é de

Questão

Um ar-condicionado no aeroporto de Timbuktu opera um sistema de refrigeração usando o R-410a com alta pressão de 1500 kPa e baixa pressão de 200 kPa. Deve esfriar o ar do deserto a 45 °C até 15 °C. O coeficiente de performance é de

Alternativas

A) 9,6

B) 3,0

C) 4,8

86%

D) 1,5

E) 5,0

Explicação

Trata-se de um refrigerador (ar-condicionado), então o coeficiente de performance é

COPR=QLW\text{COP}_R = \frac{Q_L}{W}

Sem dados de vazão/massa do R-410a e sem tabela de propriedades, a forma padrão (e compatível com questões objetivas) é assumir o desempenho máximo teórico (ciclo reverso de Carnot) operando entre as temperaturas dos reservatórios térmicos.

  1. Converter temperaturas para Kelvin:
  • Ar quente (fonte quente): TH=45C=318KT_H = 45\,^{\circ}C = 318\,K
  • Ar frio (ambiente a ser mantido/resfriado): TL=15C=288KT_L = 15\,^{\circ}C = 288\,K
  1. COP de Carnot para refrigeração:

COPCarnot=TLTHTL=288318288=28830=9,6\text{COP}_{\text{Carnot}} = \frac{T_L}{T_H - T_L} = \frac{288}{318-288} = \frac{288}{30} = 9{,}6

Observação: As pressões (1500 kPa e 200 kPa) caracterizam o equipamento, mas não são necessárias para o COP de Carnot, que depende apenas das temperaturas dos reservatórios.

Logo, o COP é 9,6. Alternativa correta: (A).

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