Atenção! Para esta questão, utilize o ponto (.) como separador decimal.
Considere um refrigerador que opera com eficiência teórica máxima entre as temperaturas -4^circ Ce 30^circ C.
(a) Qual é o coeficiente de desempenho desse refrigerador?’
square
(b) Para cada 1 J de energia elétrica gasta, qual a quantidade de calor, em J, é jogada para fora do refrigerador?
square

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
T( K)=T(°C)+273,15
Então temos:
TL=-4+273,15=269,15 K
TH=30+273,15=303,15 K

Passo 3

O COP de um refrigerador de Carnot é dado por
KR=TLTH-TL
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:
KR=269,15303,15-269,15=269,1534=7,915
Arredondando para duas casas decimais temos KR=7,91.

Passo 5

Para cada 1 J de trabalho elétrico ( W=1, J), o calor rejeitado ao reservatório quente é
QH=QL+W=KRcdot W+W=(KR+1)W
Logo:
QH=(7,91+1)times1=8,91 J
Arredondando para duas casas decimais obtemos 8,92, J.

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.

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