Ciclo de Carnot

por Luis Phelipe 07 Ter 15 Out 2019, 15:25

Questão 4. Em laboratórios é possível atingir baixas temperaturas usando sistemas de refrigeração alimentados por energia elétrica. Entretanto, para manter a temperatura baixa há um custo, pois o isolamento térmico da câmara fria nunca é perfeito e calor entra permanentemente por suas paredes. Qual custo mínimo de extração de um watthora de um sistema mantido à temperatura constante de Tc = 1,00 K em uma região em que o custo do kwh é R$ 0,50 e a temperatura ambiente é Ta = 300 K?

por thomas_sangy Qua 27 Nov 2019, 23:24

Seja Q_F o calor extraído da fonte fria e Q_Q o calor rejeitado para a fonte quente. Se o refrigerador segue o Ciclo de Carnot, tem-se:

Q_F/Q_Q=T_F/T_Q
1/Q_Q=1,00/300
Q_Q=300 kWh

O trabalho realizado pelo motor será a diferença entre a quantidade de calor rejeitada para a fonte quente e a quantidade de calor extraída da fonte fria

W=Q_Q-Q_F
W=300-1
W=299 kWh

Portanto, o custo será de R$:299*0,50 = R$:149,5.

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