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m sistema de refrigeração é um dispositivo projetado para remover o calor de um ambiente ou substância, diminuindo sua temperatura. Isso é alcançad...

m sistema de refrigeração é um dispositivo projetado para remover o calor de um ambiente ou substância, diminuindo sua temperatura. Isso é alcançado por meio de um ciclo de refrigeração, que envolve a transferência de calor de uma região de temperatura mais baixa (evaporador) para uma região de temperatura mais alta (condensador) usando um fluido refrigerante. O ciclo de refrigeração mais comum é o ciclo de compressão de vapor, o qual é composto por quatro componentes principais: compressor, evaporador, condensador e dispositivo de expansão (válvula de expansão ou dispositivo de expansão termostática). Suponha que você está responsável por realizar o estudo de um refrigerador doméstico que opera com um ciclo de refrigeração ideal de compressão de vapor, nas seguintes condições: Temperatura ambiente: 25° C Temperatura do evaporador (parte interna do refrigerador): 0° C Temperatura do condensador (parte externa do refrigerador): 35° C Potência do compressor: 200 watts Capacidade de refrigeração: 500 watts A respeito do ciclo de refrigeração apresentado: a) Descreva detalhadamente o princípio de funcionamento de um ciclo de compressão a vapor. ​b) A eficiência de um sistema de refrigeração pode ser avaliada por meio do coeficiente de performance (COP). Defina o coeficiente de performance (COP) e discorra sobre como ele pode ser utilizado para avaliar a eficiência de um sistema e quais fatores podem influenciar no COP do sistema. ​c) Determine o Coeficiente de Performance (COP) do refrigerador apresentado e a quantidade de energia elétrica consumida para manter a temperatura interna desejada.

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a) O ciclo de compressão de vapor é o ciclo mais comum utilizado em sistemas de refrigeração. Ele é composto por quatro componentes principais: compressor, evaporador, condensador e dispositivo de expansão. O princípio de funcionamento desse ciclo é o seguinte: 1. Compressão: O compressor recebe o fluido refrigerante na forma de vapor e comprime-o, aumentando sua pressão e temperatura. 2. Condensação: O vapor de alta pressão e temperatura é conduzido para o condensador, onde ocorre a transferência de calor para o ambiente externo. O fluido refrigerante se condensa, passando do estado de vapor para o estado líquido. 3. Expansão: O líquido refrigerante de alta pressão e temperatura é conduzido para o dispositivo de expansão, que reduz sua pressão e temperatura. 4. Evaporação: O líquido refrigerante de baixa pressão e temperatura entra no evaporador, onde ocorre a absorção de calor do ambiente interno. O fluido refrigerante evapora, passando do estado líquido para o estado de vapor. Esse ciclo se repete continuamente, removendo o calor do ambiente interno e transferindo-o para o ambiente externo. b) O coeficiente de performance (COP) é uma medida utilizada para avaliar a eficiência de um sistema de refrigeração. Ele é definido como a razão entre a capacidade de refrigeração do sistema e a potência consumida pelo compressor. Quanto maior o COP, mais eficiente é o sistema de refrigeração. O COP pode ser influenciado por diversos fatores, como a temperatura ambiente, a temperatura do evaporador e do condensador, a eficiência do compressor e a qualidade do isolamento térmico do refrigerador. Um bom isolamento térmico, por exemplo, reduz a troca de calor entre o ambiente interno e externo, aumentando a eficiência do sistema. c) Para determinar o COP do refrigerador apresentado, é necessário conhecer a capacidade de refrigeração e a potência consumida pelo compressor. O COP é calculado dividindo-se a capacidade de refrigeração pela potência consumida. No caso apresentado, a capacidade de refrigeração é de 500 watts e a potência do compressor é de 200 watts. Portanto, o COP é dado por: COP = Capacidade de refrigeração / Potência do compressor COP = 500 watts / 200 watts COP = 2,5 Para determinar a quantidade de energia elétrica consumida para manter a temperatura interna desejada, é necessário conhecer o tempo de funcionamento do refrigerador. Multiplicando a potência do compressor pelo tempo de funcionamento, é possível obter a quantidade de energia elétrica consumida.

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