Cesgranrio · Transpetro · Profissional de Nível Médio Júnior, ênfase Dutos e Terminais · 2023 · questão 57

Cesgranrio Transpetro 2023 Física · Ciclos térmicos aplicados

Questão 57

Na Tabela abaixo são apresentadas algumas características termodinâmicas de um ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor.

Ciclo ideal de refrigeração
Característica	Valor
Calor trocado no evaporador	120 kJ/kg
Capacidade	4,8 kW
Trabalho do compressor	40 kJ/kg
Razão de circulação do refrigerante	0,04 kg/s

Com base nessas características, qual é o valor do coeficiente de eficácia desse ciclo?

Ver o gabarito oficial

Resposta da banca: C

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Máquinas térmicas — coeficiente de eficácia de um ciclo de refrigeração por compressão de vapor.

Objetivo

Calcular o coeficiente de eficácia do ciclo a partir da tabela. O que está em jogo é saber o que se divide por quê: o efeito útil, o calor retirado no evaporador, sobre o que se paga, o trabalho do compressor. Os outros dois dados da tabela são consistentes com esses e não entram.

Conceitos para revisar

O que um refrigerador faz

Retira calor do ambiente frio, no evaporador, e o rejeita no ambiente quente, no condensador, à custa do trabalho do compressor. O efeito útil é o calor retirado.

\[Q_Q = Q_F + W\]

\(Q_F\)calor retirado no evaporador, o efeito útil

\(W\)trabalho do compressor

\(Q_Q\)calor rejeitado no condensador

Coeficiente de eficácia

Razão entre o que se obtém e o que se gasta. Para refrigerador, é o calor retirado sobre o trabalho, e costuma ser maior que 1: por isso não se chama rendimento.

\[\text{COP} = \dfrac{Q_F}{W}\]

COPcoeficiente de eficácia, ou de desempenho

por kg de refrigerante, ou por segundoa razão é a mesma

Capacidade e vazão de refrigerante

Capacidade frigorífica é calor retirado por segundo: o calor por quilograma vezes a vazão em massa. A tabela traz os dois pares, e eles conferem entre si: 120 vezes 0,04 dá 4,8.

\[\dot{Q}_F = q_F \cdot \dot{m}\]

\(\dot{Q}_F\)capacidade, em kW

\(q_F\)calor por kg de refrigerante

\(\dot{m}\)vazão de refrigerante, em kg/s

Organizar, Resolver e Acelerar são para quem entrou. Entre com a sua conta Google e veja as quatro etapas de todas as questões.

Entrar

Faça o simulado da sua ênfase: 20 questões, e você sabe a sua distância até os dois cortes do edital