Resolução de exercícios 6.17-6.58: Yunus A. Çengel Michael A. Boles, 7a Edição

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Programa de Pós-graduação em Engenharia de Energia (Mestrado) 
 
Disciplina da Engenharia de Energia I 
Semestre 2020.1 
 
 
Lista de Exercícios 1 
 
 
 
Discente: Lamba Gomes 
Nº de matricula: 2020101597 
 
 
 
Itajubá – MG 
Abril, 2020 
6-17 A eficiência de uma máquina térmica é de 40% com produção de 30 hp . A que taxa o calor 
é transferido para essa máquina em kJ/s? 
R: Solução: 1) A usina opera de forma estável. 2) As perdas de calor do fluido de trabalho nos 
tubos e outros componentes são insignificantes. 
Análise: Aplicando a definição da eficiência térmica ao motor térmico, 
. 30hp 0.7457kJ/s 55.9kJ/s
0.4 1hp
liq sai
H
t
W
Q
η
 
= = ⋅ = 
 
 
6-18 Uma usina de potencia a vapor de 600 MW, resfriada por um rio próximo, tem uma eficiência 
térmica de 40%. Determine a taxa de transferência de calor para a água do rio. A taxa real de 
transferência de calor será mais alta ou mais baixa que esse valor? Porque? 
R: Solução: 1) A usina opera de forma estável. 2) As perdas de calor do fluido de trabalho nos 
tubos e outros componentes são insignificantes. 
Análise: A taxa de fornecimento de calor para a usina é determinada a partir da relação de eficiência 
térmica, 
. 600MW 1500
0.4
liq sai
H
t
W
Q MW
n
= = = 
A taxa de transferência de calor para a água do rio é determinada a partir da primeira relação da lei 
para um motor térmico, 
. 1500 600 900L H liq saiQ Q W MW= − = − = 
Na realidade, a quantidade de calor rejeitada para o rio será menor, pois parte do calor será perdida 
para o ar ao redor do fluido de trabalho ao passar pelos tubos e outros componentes. 
 
6-19 Uma máquina térmica que bombeia água de uma subterrâneo recebe 700kJ de calor e produz 
250kJ de trabalho. Qual a quantidade de calor que ela rejeita, em kJ? 
R: Solução: 1) A planta opera de forma estável. 2) As perdas de calor do fluido de trabalho 
nos tubos e outros componentes são insignificantes. 
Análise: A aplicação da primeira lei ao motor térmico dá: 
700 250 450L H liqQ Q W kJ kJ kJ= − = − = 
 
6-20 Uma máquina térmica com uma eficiência de 40% rejeita 1000kJ/kg de calor. Qual a 
quantidade de calor que ela recebe? 
R: Solução: 1) A usina opera de forma estável. 2) As perdas de calor do fluido de trabalho nos 
tubos e outros componentes são insignificantes. 
Análise: De acordo com a definição da eficiência térmica aplicada ao motor térmico, 
liq t H
H L t H
w q
q q q
η
η
= ⋅
− = ⋅
 
que quando rearranjada dá: 
1000 / 1667 /
1 1 0.4
L
H
t
q kJ kgq kJ kg
η
= = =
− −
 
 
6-21 Uma usina a vapor com uma potência liquida de 150MW consome carvão a uma taxa de 60 
tons/h. Considerando que o poder calorifico do carvão corresponde a 30000kJ/kg, determine a 
eficiência global dessa usina. 
R: Solução: A usina opera de forma estável. 
Propriedades: O valor de aquecimento do carvão é dado para 30.000 kJ/kg. 
Análise A taxa de fornecimento de calor para esta usina é: 
,
9 (60.000 / ) (30.000 / ) 1,8 10 /
 500
H carvão HB carvãoQ m q
kg h kJ kg kJ h
MW
= ⋅
= ⋅ = ×
=

 
Então a eficiência térmica da usina se torna 
. 150 0,300 30,0%
500
liq saí
t
H
W MW
Q MW
η = = = = 
 
6-22 O motor de um automóvel consome combustível a uma taxa de 22L/h e fornece 55kW de 
potencia as rodas. Considerando que o combustível tenha um poder calorifico de 44.000kj/kg e 
uma densidade de 0,8g/cm3, determine a eficiência desse motor. 
R: Solução: O carro funciona de forma estável. 
Propriedades: O valor de aquecimento do combustível é dado para 44.000 kJ/kg. 
Análise: A taxa de consumo de massa do combustível é, 
( ) (0,8 / ) (22 / ) 17,6 /comb combm V kg L L h kg hρ= = ⋅ = 
A taxa de fornecimento de calor para o carro é, 
,
 (17,6 / ) (44.000 / )
 774.400 / 215,1
H carvão HV carvãoQ m q
kg h kj kg
kj h kW
=
= ⋅
= =


 
Então a eficiência térmica do carro se torna 
, 55 0,256 25,6%
215,1
liq saí
t
H
W kW
Q kW
η = = = = 
 
6-23 Em 2001, os Estados Unidos produziram 51% de sua eletricidade (do total de 121,878 10× 
kW) a partir de usinas movidas a carvão. Considerando um valor de 34% para eficiência térmica 
média, determine a quantidade de energia térmica rejeitada pelas usinas movidas a carvão nos 
estados Unidos naquele ano. 
R: Análise: Observando que a eficiência de conversão é de 34%, a quantidade de calor 
rejeitada pelas usinas a carvão por ano é de, 
12
12
12
1,878 10 1,878 10
0,34
 3,646 10
carvão carvão
t
ent saí carvão
carvão
saí carvão
t
W W
Q Q W
WQ W
kWh kWh
kWh
η
η
= =
−
= −
×
= − ×
= ×
 
 
6-24 O departamento de Energia dos Estados Unidos previa que, entre 1995 e 2010, o país 
precisaria construir novas usinas para gerar um adicional de 150.000 MW de eletricidade para que 
fosse atendida a crescente demanda por energia elétrica. Uma possibilidade era a construção de 
usinas movidas a carvão, que custava US$1.300 por kW e tinham eficiência de 40%. Considerava-
se também as usinas de ciclo combinado de gaseificação integrada (IGCC, do inglês), nas quais o 
carvão é submetido a calor e pressão para se gaseificar enquanto dele se retira enxofre e material 
particulado. Em seguida, o carvão gasoso é queimado em um ciclo de turbina a gás, e parte do calo 
residual dos gases de exaustão é recuperada para gerar vapor para turbina a vapor. Atualmente a 
construção de usinas desse tipo custa cerca de 28.000.000 kJ por ton (ou seja, 28.000.000 kJ de 
calor são liberados quando é queimada 1 ton de carvão). Considerando que a usina tenha de 
recuperar em cinco anos sua diferença de custo a partir da economia de combustível, determine 
qual deve ser o preço do carvão em US$ por ton. 
R: Solução: 1) A energia é gerada continuamente por qualquer uma das usinas em plena 
capacidade. 2) O valor temporal do dinheiro (juros, inflação, etc.) não é considerado. 
Propriedades: O valor do aquecimento do carvão é dado como 28×106 kJ/ton. 
Análise: Para uma capacidade de geração de energia de 150.000 MW, os custos de construção das 
usinas a carvão e IGCC e sua diferença são, 
9
9
9 9 9
 co (150.000.000 ) ( $1.300 / ) $195 10
 co (150.000.000 ) ( $1.500 / ) $225 10
 cos $225 10 $195 10 $30 10
carvão
IGCC
Custo da strucão kW US kW US
Custo da strucão kW US kW US
Diferença de custos da trucão US US US
= ⋅ = ×
= ⋅ = ×
= × − × = ⋅
 
A quantidade de eletricidade produzida por qualquer uma das usinas em 5 anos é, 
12(150.000.000 ) (5 365 24 ) 6,570 10eW W t kw h kWh= ∆ = ⋅ × × = × 
A quantidade de combustível necessária para gerar uma determinada quantidade de energia pode 
ser determinada a partir de, 
 
 ( )
e e ent e
ent comb
ent
W W Q WQ ou m
Q Valor de aquecimento Valor de aquecimento
η
η η
= → = = = 
Então a quantidade de carvão necessária para gerar essa quantidade de eletricidade por cada usina 
e sua diferença são, 
 
12
9
, 6
12
, 6
6,570 10 3600 2,112 10
( ) 0, 40 (28 10 / ) 1
6,570 10 3600 1,760
( ) 0, 48 (28 10 / ) 1
carvão
IGCC
e
carvão U
e
carvão U
W kWh kJm tons
Valor de aquecimento kJ ton kWh
W kWh kJm
Valor de aquecimento kJ ton kWh
η
η
×  = = ⋅ = × ⋅ ×  
×  = = ⋅ = ⋅ ×  
9
9 9 9
, ,
10
2,112 10 1,760 10 0,352 10
carvão IGCCcarvão carvão U carvão U
tons
m m m tons
×
∆ = − = × − × = ×
 
Para carvãom∆ pagar a diferença de custo de construção de US$ 30 bilhões, o preço do carvão deve 
ser, 
 
9
9
 $30 10 $85,2 /
0,353 10u carvão
Diferença de custos de construção USCusto de carvão US ton
m
×
= = =
∆ ×
 
Portanto, a usina IGCC torna-se atraente quando o preço do carvão está acima de US$ 85,2 por 
tonelada. 
 
 
6-40 Um condicionador de ar produz um efeito de resfriamento de 2 kW enquanto rejeita 2,5 kW 
de calor. Qual é o seu COP? 
R: Solução: O ar condicionado funciona de forma estável. 
Análise: A aplicação da primeira lei ao ar condicionado dá, 
, 2,5 2 0,5liq ent H LW Q Q kW= − = − = 
Aplicando a definição do coeficiente de desempenho,,
2,0 4
0,5
L
liq ent
Q kWCOP
W kW
= = = 
 
6-41 Um refrigerador usado para resfriar um computador requer 3kW de energia elétrica e tem um 
COP de 1,4. Calcule o efeito de resfriamento desse refrigerador, em kW. 
R: Solução: O refrigerador funciona de forma estável. 
Análise: Reorganizar a definição do coeficiente de desempenho do refrigerador e aplicar o 
resultado a esse refrigerador dá, 
 , 1, 4 3 4,2L liq entQ COP W kW kW= ⋅ = × = 
 
6-42 Um compartimento de alimentos é mantido a -12 ºC. O ganho total de calor do compartimento 
de alimentos é estimado em 3.300 kJ/h, e a rejeição de calor no condensador é de 4.800 kJ/j. 
Determine a potencia entregue ao compressor, em kW, e o COP do refrigerador. 
R: Solução: O refrigerador funciona de forma estável. 
Análise: A entrada de energia é determinada a partir de, 
 4800 3300 1500 /
1 1500 / 0,427
3600 /
ent H LW Q Q
kJ h
kWkJ h kW
kJ h
= −
= − =
 = ⋅ = 
 
 
O COP é, 
 3300 / 2,2
1500 /
L
ent
Q kJ hCOP
W kJ h
= = = 
 
6-43 Um refrigerador doméstico com um COP de 1,2 remove calor do espaço refrigerado a uma 
taxa de 60 kJ/min. Determine (a) a energia elétrica consumida pelo refrigerador e (b) a taxa de 
transferência de calor para ar da cozinha. 
R: Solução: O frigorífico funciona de forma estável. 
Análise: (a) Usando a definição do coeficiente de desempenho, a entrada de energia para o 
refrigerador é determinada como, 
 ,
60 / min 50 / min 0,83
1,2
L
liq ent
Q kJW kJ kW
COP
= = = = 
(b) A taxa de transferência de calor para o ar da cozinha é determinada a partir do balanço 
energético, 
 , 60 50 110 / minH L líq entQ Q W kJ= + = + = 
 
6-44E Uma bomba de calor comercial remove 10.000 Btu/h da fonte, rejeita 15.090 Btu/h ao 
sumidouro e necessita de 2 hp de potência. Qual o coeficiente de performance dessa bomba de 
calor? 
R: Solução: A bomba de calor funciona de forma estável. 
Análise: Aplicando a definição do coeficiente de desempenho da bomba de calor a esta bomba de 
calor, obtém-se 
 
,
15.090 / 1 2,97
2 2544,5 /
H
líq ent
Q Btu h hpCOP
W hp Btu h
 = = ⋅ = 
 
 
 
6-45 Um refrigerador utilizado para resfriar alimentos em uma mercearia deve produzir um efeito 
de resfriamento de 25.000 kJ/h. Seu coeficiente de performance é de 1,60. Quantos quilowatts de 
energia irá exigir esse refrigerador para operar? 
R: Solução: O frigorífico funciona de forma estável. 
Análise: Reorganizar a definição do coeficiente de desempenho do refrigerador e aplicar o 
resultado a esse refrigerador dá, 
 ,
25.000 / 1 4,34
1,60 3600
L
líq ent
Q kJ hW kW
COP s
 = = ⋅ = 
 
 
 
6-46 Potência é entregue a uma taxa de 450 W a um refrigerador doméstico que possui um COP 
de 2,5. Devem ser refrigeradas cinco grandes melancias, de 10 kg cada, a 8 ºC. considerando que 
as melancias estão inicialmente a 20 ºC, determine quanto tempo levará sua refrigeração. As 
melancias podem ser consideradas como compostas somente por água, cujo calor especifico é de 
4,2 kJ/kgº C⋅ . Sua resposta é realista ou otimista? Explique. 
R: Solução: 1) O frigorífico funciona de forma estável. 2) O ganho de calor da geladeira 
através de suas paredes, porta, etc. é insignificante. 3) As melancias são os únicos itens no 
refrigerador a serem resfriados. 
Propriedades: O calor específico das melancias é dado a 4, 2 / .c kJ kg C= ⋅° 
Análise: A quantidade total de calor que precisa ser removida das melancias é, 
 melancias( ) 5 (10 ) (4,2 / º ) (20 8)º 2520LQ mc T kg kJ kg C C kJ= ∆ = × ⋅ ⋅ ⋅ − = 
O ritmo a que essa geladeira remove o calor é, 
 , 2,5 0,45 1,125L líq entQ COP W kW kW= ⋅ = × = 
Ou seja, esta geladeira pode remover 1,125 kJ de calor por segundo. Assim, o tempo necessário 
para remover 2520 kJ de calor é, 
2520 2240 37,3min
1,125 /
L
L
Q kJt s
Q kJ s
∆ = = = =

 
Esta resposta é optimista uma vez que o espaço refrigerado irá ganhar algum calor durante este 
processo a partir do ar circundante, o que irá aumentar a carga de trabalho. Assim, na realidade, 
levará mais tempo para resfriar as melancias. 
 
6-49 Bananas devem ser resfriadas de 24 ºC para 13 ºC a uma taxa de 215 kg/h por um determinada 
sistema de refrigeração. O consumo de potência no refrigerador é de 1,4 kW. Determine a taxa de 
resfriamento, em kJ/min, e o COP do refrigerador. O calor específico da banana acima do 
congelamento corresponde a 3,35 / º .kJ kg C⋅ 
R: Solução: O frigorífico funciona de forma estável. 
Propriedades: O calor específico da banana é de 3,35 kJ/kg⋅°C. 
Análise: A taxa de resfriamento é determinada a partir de, 
 1 2( ) (215 / 60 / min) (3,35 / º ) (24 13)º 132 / minL pQ mc T T kg kJ kg C C kJ= ⋅ − = ⋅ ⋅ ⋅ − =  
O COP é, 
 (132 / 60) 1,57
1, 4
L
ent
Q kWCOP
W kW
= = =

 
6-50 Um refrigerador é usado para resfriar água de 23 ºC para 5 ºC de uma maneira continua. O 
calor rejeitado no condensador é 570 kJ/min, e a potência é 2,65 kW. Determine a taxa de 
resfriamento da água (em L/min) e o COP do refrigerador. O calor específico da água é 
4,18 / ºkJ kg C⋅ , e a sua densidade é de 1kg/L. 
R: Solução: O frigorífico funciona de forma estável. 
Propriedades: O calor específico da banana é de 3,35 kJ/kg⋅°C. 
Análise: A taxa de resfriamento é determinada a partir de, 
 1 2( ) (215 / 60 / min) (3,35 / º ) (24 13)º 132 / minL pQ mc T T kg kJ kg C C kJ= − = ⋅ ⋅ ⋅ − =  
 
O COP é, 
 (132 / 60) 1,57
1, 4
L
ent
Q kWCOP
W kW
= = =

 
 
6-51 Uma bomba de calor é usada para manter uma casa a uma temperatura constante de 23 ºC. A 
casa está perdendo calor para o ar externo pelas paredes e janelas, a uma taxa de 60.000 kJ/h, 
enquanto a energia gerada dentro da casa pelas pessoas, luzes e aparelhos chega a 4.000 kJ/h. 
Considerando um COP de 2,5, determine a potência que deve ser entregue à bomba de calor. 
R: Solução: A bomba de calor funciona de forma estável. 
Análise: A carga de aquecimento deste sistema de bomba de calor é a diferença entre o calor 
perdido para o exterior e o calor gerado em casa pelas pessoas, luzes e aparelhos, 
 60.000 4.000 56.000 /HQ kJ h= − = 
Usando a definição de COP, a entrada de energia para a bomba de calor é determinada como, 
 ,
56.000 / 1 6,22
2,5 3600 /
H
líq ent
Q kJ h kWW kW
COP kJ h
 = = ⋅ = 
 
 
 
6-52E Água entra em uma maquina de gelo a 55 ºF e sai como gelo a 25 ºF. Considerando que o 
COP da máquina de gelo é de 2,4 durante essa operação, determine a energia necessária para uma 
taxa de produção de gelo de 28 lbm/h. (É necessário remover 169 Btu de energia de cada lbm de 
água a 55 ºF para transformá-la em gelo a 25 ºF.) 
R: Solução: A máquina de gelo funciona de forma constante. 
Análise: A carga de resfriamento desta máquina de gelo é, 
,
4732 / 1 0,775
2,4 2545 /
L
líq ent
Q Btu h hpW hp
COP Btu h
 = = ⋅ = 
 

 
 
6-53E Considere uma sala de escritório que está sendo resfriada adequadamente por um aparelho 
de ar condicionado de 12.000 Btu/h. Decide-se que esse espaço será convertido em uma sala de 
informática, e lá são instalados vários computadores, terminais e impressoras com uma potência 
nominal total de 8,4 kW. A instalação possui vários condicionadores de ar de 7.000 Btu/h no 
depósito que podem ser instalados para atender os requisitos de refrigeração adicionais. 
Considerando um fator de utilização de 0,4 (ou seja apenas 40% da potência nominal será 
consumida, em qualquer momento dado) e uma ocupação adicional de sete pessoas, cada uma 
gerando calor a uma taxa de 100 W, determine quantos desses aparelhos de ar condicionado 
precisam ser instalados na sala. 
R: Solução: 1) Os computadores são operados por 7 homens adultos. 2) Os computadores 
consomem 40 por cento da sua potência nominal em qualquer momento. 
Propriedades: A taxa média de geração de calor de uma pessoa sentada em uma sala/escritório é de 
100 W (dado). 
Análise: A quantidade de calor dissipada pelos computadores é igual à quantidade deenergia 
elétrica que eles consomem. Portanto, a quantidade de calor dissipada pelos computadores é igual 
à quantidade de energia eléctrica que consomem, 
 
(8, 4 ) 0,4 3,36
( º ) 7 100 700
3360 700 4060 13.853 /
computadores n u
pessoas pessoa
total computadores pessoas
Q P f kW kW
Q N de pessoas Q W W
Q Q Q W Btu h
= × = ⋅ =
= ⋅ = × =
= + = + = =


  
 
considerando 1 W = 3.412 Btu/h. Em seguida, observando que cada ar condicionado disponível 
fornece 7000 Btu/h de refrigeração, o número de aparelhos de ar condicionado necessários torna-
se, 
arg 13.853 /º 
 / 7000 /
 1,98 2 
c a de arrefecimento Btu hN de ar condicionados
capacidade de refrigeração A C Btu h
ar condicionados
= =
= ≈
 
 
 
6-54 Considere um prédio cuja carga anual de ar condionado corresponde a 120.000 kWh, 
localizado em uma área onde o custo unitário da eletricidade é de US$ 0,10/kWh. Considera-se a 
instalação de dois aparelhos de condicionamento de ar no prédio. O condicionador de ar A tem 
COP 3,2, e os custos totais de sua compra e instalação são de US$ 5.500. O condicionador de ar B 
tem COP médio sazonal de 5,0, e os custos totais de sua compra e instalação são de US$ 7.000. 
Considerando todas as outras características dos sistemas idênticas, determine a qual condicionador 
de ar representa a melhor compra. 
R: Solução: Os dois condicionadores de ar são comparáveis em todos os aspectos, exceto no 
custo inicial e na eficiência. 
Análise: A unidade que custará menos durante sua vida útil é uma melhor compra. O custo total de 
um sistema durante sua vida útil (inicial, operação, manutenção, etc.) pode ser determinado através 
da realização de uma análise de custo de ciclo de vida. Uma alternativa mais simples é determinar 
o período de retorno simples. A economia de energia e custo do ar condicionado mais eficiente, 
neste caso, é 
, ,
ref,
 ( ) - ( )
1 1 (Carga )
1 1 (120.000 / )
3,2 5,0
 
anual A anual B
anual
A B
Poupança de energia Consumo Consumo
COP COP
kWh ano
=
 
= ⋅ − 
 
 = ⋅ − 
 
 13.500 /kWh ano=
 
,Re ( ) ( )
 (13.500 / ) ( $0,10 / ) $1350 /
u eletdução de custo Poupança de energia Custo
kWh ano US kWh US ano
= ⋅
= ⋅ =
 
A diferença de custo de instalação entre os dois aparelhos de ar condicionado é, 
 7000 5500 $1500B ADiferença de custo Custo Custo US= − = − = 
Portanto, o ar-condicionado B mais eficiente pagará o diferencial de custo de US$ 1.500 neste caso 
em cerca de 1 ano. 
Discussão: Um consumidor consciente dos custos não terá dificuldade em decidir que quanto mais 
caro, mas mais eficiente, o ar condicionado B é claramente a melhor compra neste caso, já que os 
aparelhos de ar condicionado duram pelo menos 15 anos. Mas a decisão não seria tão fácil se o 
custo unitário da eletricidade naquele local fosse muito inferior a US$0,10/kWh, ou se a carga 
anual de ar condicionado da casa fosse muito inferior a 120.000 kWh. 
 
6-55 Uma casa que foi aquecida por aquecedores a residência elétrica consumiu 1.200 kWh de 
energia elétrica em um mês de inverno. Considerando que essa poderia ser aquecida por uma 
bomba de calor com COP médio de 2,4, determine quanto (em dinheiro) o dono da casa teria 
economizado naquele mês caso aproveitasse possibilidade. Considere o preço de 8,5c/kWh para a 
eletricidade. 
R: Solução: A bomba de calor funciona de forma constante. 
Análise: A quantidade de calor que os aquecedores de resistência fornecem para a casa é igual à 
quantidade de eletricidade que eles consomem. Portanto, para atingir o mesmo efeito de 
aquecimento, o galpão deve ser abastecido com 1200 kWh de energia. Uma bomba de calor que 
forneça essa quantidade de calor consumirá energia elétrica na quantidade de, 
 ,
1200 500
2,4
H
líq ent
Q kWhW kWh
COP
= = = 
que representam uma poupança de 1200 - 500 = 700 kWh. Assim, o proprietário teria poupado, 
 (700 ) ( $0,085 / ) $59,50kWh US kWh US⋅ = 
 
6-56 Um refrigerante-134ª entra no condensador de uma bomba de calor residencial a 800 kPa e 
35 ºC a uma taxa de 0,018kg/s e sai a 800 kPa como líquido saturado. Considerando que o 
compressor consome 1n2 kW de energia, determine (a) o COP da bomba de calor e (b) a taxa de 
remoção de calor do ar externo. 
R: Solução: 1) A bomba de calor funciona de forma constante. 2) As mudanças cinéticas e 
potenciais de energia são zero. 
Propriedades: As entalpias do R-134a na entrada e saída do condensador são: 
 
1
1
1
2
2
2
8000
271,22 /
35º
8000
95,47 /
0
P kPa
h kJ kg
T C
P kPa
h kJ kg
x
= 
== 
= 
== 
 
Análise: (a) Um balanço energético no condensador dá o calor rejeitado no condensador 
 ( )1 2( ) 0,018 / 271,22 95,47 / 3,164HQ m h h kg s kJ kg kW= − = ⋅ − =  
O COP da bomba de calor é, 
 3,164 2,64
1,2
H
ent
Q kWCOP
W kW
= = =

 
(b) A taxa de calor absorvido do ar exterior 
 3,164 1,2 1,96L H entQ Q W kW= − = − =   
 
6-57 O refrigerante-134ª entra nas serpentinas de um evaporador, localizadas na parte traseira do 
congelador de um refrigerador doméstico. O refrigerante está a 100 kPa com um titulo de 20% e 
sai a 100 kPa e -260 ºC. Considerando que i compressor consome 600 W de potencia e o COP do 
refrigerador corresponde 1,2, determine (a) o fluxo de massa do refrigerante e (b) a taxa de calor 
rejeitado para o ar da cozinha. 
R: Solução: 1) O refrigerador funciona de forma estável. 2) As mudanças cinéticas e potenciais 
de energia são zero. 
Propriedades: As propriedades do R-134a nos estados de entrada e saída do evaporador são 
(Tabelas A-11 a A-13) 
1
1
1
2
2
2
100
60,71 /
0,2
100
234,74 /
26º
P kPa
h kJ kg
x
P kPa
h kJ kg
T C
= 
== 
= 
== − 
 
 
Análise: (a) A carga frigorífica é, 
 1, 2 0,600 0,72L entQ COP W kW kW= ⋅ = × =  
O fluxo da massa do refrigerante é determinado a partir de: 
 
2 1
0,72 0,00414 /
(234,74 60,71) /
L
R
Q kWm kg s
h h kJ kg
= = =
− −

 
(b) A taxa de calor rejeitada é, 
 0,72 0,60 1,32H L entQ Q W kW= + = + =  