Um 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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