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Ano: 2025 Banca: UFCG Órgão: UFCG Prova: UFCG - 2025 - UFCG - Químico |
Q3190719 Química
Um ciclo de refrigeração opera entre uma temperatura de evaporação de -10 °C e uma temperatura de condensação de 40 °C. Sabendo que o refrigerante utilizado segue o comportamento próximo ao ideal, qual das seguintes estratégias seria mais eficiente para aumentar o Coeficiente de desempenho (COP) do sistema?
Alternativas

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Alternativa Correta: E - Reduzir a temperatura de condensação.

Tema Central: O tema da questão gira em torno do ciclo de refrigeração e o Coeficiente de Desempenho (COP), que é uma medida de eficiência de sistemas de refrigeração. O COP de um sistema de refrigeração é dado pela razão entre o efeito útil (calor retirado do ambiente refrigerado) e o trabalho realizado pelo compressor.

Conceito Teórico: Em um ciclo de refrigeração, o objetivo é maximizar o COP para tornar o sistema mais eficiente. O COP pode ser aumentado ao se reduzir a diferença de temperatura entre o evaporador e o condensador. Isso implica que, ao reduzir a temperatura de condensação, o trabalho necessário para comprimir o refrigerante diminui, aumentando o COP.

Justificativa da Alternativa Correta (E): Reduzir a temperatura de condensação diminui a pressão de condensação e, consequentemente, o trabalho que o compressor precisa realizar. Isso resulta em um aumento do COP, já que a mesma quantidade de calor é removida com menos trabalho. Este é um princípio fundamental para melhorar a eficiência de sistemas de refrigeração.

Análise das Alternativas Incorretas:

A - Aumentar a temperatura de evaporação: Embora aumentar a temperatura de evaporação possa, em alguns casos, melhorar a eficiência, nesse cenário específico, não é a estratégia mais eficaz comparada à redução da temperatura de condensação.

B - Aumentar a pressão no evaporador: Isso requer mais trabalho do compressor para alcançar a mesma diferença de pressão desejada entre evaporador e condensador, resultando em um COP menor.

C - Reduzir a quantidade de refrigerante circulante: Essa ação leva a um desempenho inadequado do sistema, pois pode não haver refrigerante suficiente para absorver o calor necessário, diminuindo o COP.

D - Aumentar a temperatura de condensação para melhorar a rejeição de calor: Aumentar a temperatura de condensação aumentará a pressão de condensação e, assim, o trabalho necessário do compressor, reduzindo o COP.

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