Atenção! Para esta questão, utilize o ponto (.) como separador decimal.
Considere um refrigerador que opera com eficiência teórica máxima entre as temperaturas
.
(a) Qual é o coeficiente de desempenho desse refrigerador?’
(b) Para cada 1 J de energia elétrica gasta, qual a quantidade de calor, em J, é jogada para fora do refrigerador?
Considere um refrigerador que opera com eficiência teórica máxima entre as temperaturas
(a) Qual é o coeficiente de desempenho desse refrigerador?’
(b) Para cada 1 J de energia elétrica gasta, qual a quantidade de calor, em J, é jogada para fora do refrigerador?
Passo 1
O enunciado pede para calcular o coeficiente de desempenho (COP) de um refrigerador ideal (ciclo de Carnot) operando entre -4°C e 30°C e, em seguida, determinar quantos joules de calor são rejeitados para cada 1 J de trabalho elétrico.
Passo 2
Primeiro convertemos as temperaturas de Celsius para Kelvin usando
Então temos:
Passo 3
O COP de um refrigerador de Carnot é dado por
Essa fórmula vem da definição de coeficiente de desempenho como a razão entre o calor extraído do reservatório frio e o trabalho investido.
Passo 4
Substituindo os valores de temperatura:
Arredondando para duas casas decimais temos
.
Passo 5
Para cada 1 J de trabalho elétrico (
), o calor rejeitado ao reservatório quente é
Logo:
Arredondando para duas casas decimais obtemos
.
Resposta
O coeficiente de desempenho teórico é 7,91 e, para cada 1 J de energia elétrica consumida, são rejeitados cerca de 8,92 J de calor.