Maquina de refrigeración de Carnot

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 Al ser un ciclo reversible, podemos invertir cada uno de los procesos y convertir la máquina de Carnot en un refrigerador. Este refrigerador extrae una cierta cantidad de calor | Qf | del foco frío, requiriendo para ello una cierta cantidad de trabajo | W | , arrojando una cantidad de calor | Qc | en el foco caliente.

El coeficiente de desempeño de un refrigerador reversible como el de Carnot es

\mathrm{COP}_R = \frac{Q_\mathrm{in}}{W_\mathrm{in,neto}} = \frac{Q_\mathrm{in}}{Q_\mathrm{out}-Q_\mathrm{in}} = \frac{T_f}{T_c-T_f}

ya que, como en la máquina de Carnot, la cantidad de calor intercambiada con cada foco es proporcional a la temperatura de dicho foco.

Para un refrigerador que trabaje entre una temperatura de 5°C y 22°C, este coeficiente de desempeño vale

\mathrm{COP}_R = \frac{278\,\mathrm{K}}{295\,\mathrm{K}-278\,\mathrm{K}} = 16.36

Este valor es el máximo que puede alcanzar un refrigerador real, aunque los valores prácticos del COP están muy por debajo de esta cantidad.

Si el refrigerador de Carnot se considera como una bomba de calor, su coeficiente de desempeño es

\mathrm{COP}_{BC} =\frac{Q_\mathrm{out}}{W_\mathrm{in,neto}} = \frac{Q_\mathrm{out}}{Q_\mathrm{out}-Q_\mathrm{in}} = \frac{T_c}{T_c-T_f}

que para los mismos valores de las temperaturas de los focos nos da

\mathrm{COP}_{BC} = \frac{295\,\mathrm{K}}{295\,\mathrm{K}-278\,\mathrm{K}} = 17.36

también muy por encima de los valores reales de las bombas de calor.


Páginas consultadas:

http://laplace.us.es/wiki/index.php/Ciclo_de_Carnot#Refrigerador_de_Carnot

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