Um aparelho condicionador de ar, segundo as informações do seu fabricante, retira calor do interior de uma sala a 20^circ C na taxa de 4,5 kW, transferindo calor para o meio externo que se encontra a 35^circ C. Adicionalmente o fabricante do aparelho informa que o motor que aciona o aparelho demanda a potência elétrica de 1,5 kW.
Qual o calor transferido para o meio externo em 1 h ?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um ar-condicionado que retira calor de dentro de uma sala a 20^circ C com uma taxa de 4,5 kW. Esse calor é transferido para o ambiente externo, que está a 35^circ C. Além disso, o motor do ar-condicionado consome uma potência elétrica de 1,5 kW. Nosso objetivo aqui é descobrir quanto de calor é transferido para o meio externo em 1 hora. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a relação entre calor retirado, calor transferido e trabalho realizado.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a relação entre os diferentes termos. No caso de um ar-condicionado, a energia total transferida para o ambiente externo ( Qh) é a soma do calor retirado da sala ( Qc) mais a energia elétrica consumida pelo motor ( W). Isso é representado pela equação:
Qh = Qc + W
Aqui:
  • Qh é o calor transferido para o ambiente externo.
  • Qc é o calor retirado da sala.
  • W é o trabalho ou potência elétrica consumida.

Passo 3

Agora, vamos substituir os valores que temos na equação:
Qh = 4,5 , kW + 1,5 , kW = 6,0 , kW
Isso significa que a taxa de calor transferido para o ambiente externo é de 6,0 kW.

Passo 4

Como queremos saber quanto de calor é transferido em 1 hora, precisamos multiplicar a taxa de transferência de calor pelo tempo:
Energia = Qh times t = 6,0 , kW times 1 , h = 6,0 , kWh
Para converter isso para joules (já que 1 , kWh = 3.6 times 10^6 , J):
6,0 , kWh = 6,0 times 3.6 times 10^6 , J = 21.600.000 , J = 21,6 times 10^6 , J

Resposta

O calor transferido para o meio externo em 1 hora é de 21,6 times 10^6 , J.

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