63 Um refrigerador de Carnot extrai
em forma de calor durante cada ciclo, operando com um coeficiente de desempenho de 4,60. Quais são (a) a energia transferida por ciclo para o ambiente e (b) o trabalho realizado por ciclo?
Passo 1
O enunciado nos dá um refrigerador de Carnot que, a cada ciclo, extrai
de calor do ambiente frio e tem coeficiente de desempenho
. O que se pede é (a) a energia de calor rejeitada ao ambiente quente por ciclo e (b) o trabalho realizado por ciclo. O conteúdo necessário é termodinâmica de ciclos reversíveis e a definição de
para refrigeradores.
Passo 2
Usamos a definição de coeficiente de desempenho de um refrigerador, que é a razão entre o calor extraído da fonte fria e o trabalho de entrada:
Desse modo, o trabalho por ciclo é dado por
Passo 3
Substituindo
e
na expressão,
Passo 4
Pela primeira lei da termodinâmica aplicada ao ciclo, o calor rejeitado ao reservatório quente por ciclo
satisfaz
Logo,
Resposta
(a)
por ciclo.
(b) por ciclo.
(b)