-•44 O motor de um refrigerador tem uma potência de 200 W . Se o compartimento do congelador está a 270 K e o ar externo está a 300 K , e supondo a eficiência de um refrigerador de Carnot, qual é a quantidade máxima de energia que pode ser extraída em forma de calor do compartimento do congelador em
?
Passo 1
O enunciado descreve um refrigerador cujo motor fornece potência
. O compartimento frio está a
e o ambiente externo a
. Queremos saber a quantidade máxima de calor
extraída em
min. O conteúdo aqui é termodinâmica de ciclo de Carnot aplicado a refrigeradores.
Passo 2
O coeficiente de desempenho (COP) de um refrigerador é definido como a razão entre o calor extraído do frio e o trabalho fornecido:
Para um ciclo de Carnot,
Substituindo
e
obtém-se
Passo 3
O trabalho total fornecido em
min (que é
) é
Passo 4
Usando
, temos