-36 O motor elétrico de uma bomba térmica transfere energia em forma de calor do exterior, que está a
, para uma sala que está a
. Se a bomba térmica fosse uma bomba térmica de Carnot (uma máquina de Carnot trabalhando no sentido inverso), que energia seria transferida na forma de calor para a sala para cada joule de energia elétrica consumida?
Passo 1
O enunciado descreve uma bomba térmica ideal (ciclo de Carnot inverso) que retira calor de um reservatório externo a
e o transfere para uma sala a
. O que precisamos encontrar é a energia de calor
entregue à sala por cada joule de trabalho elétrico
J consumido. Para isso usaremos o coeficiente de desempenho (COP) de uma bomba de Carnot.
Passo 2
Devemos usar temperaturas absolutas em kelvin. Convertemos:
Passo 3
O coeficiente de desempenho de uma bomba térmica de Carnot é dado por
Passo 4
Substituindo os valores em kelvin:
Passo 5
Como
J, a quantidade de calor entregue à sala é
Resposta
A cada joule de energia elétrica consumida, a bomba térmica de Carnot transfere aproximadamente
de calor para a sala.