Atenção! Para esta questão, utilize o ponto (.) como separador decimal.

Um refrigerador de Carnot extrai 19 kJ como calor do seu interior durante cada ciclo, operando com coeficiente de desempenho de 6.8.
(a) Qual o trabalho realizado por ciclo, em kJ?
square
(b) Qual a energia por ciclo transferida como calor para fora do refrigerador, em kJ?
square

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos um refrigerador de Carnot que retira Q!L=19,kJ do interior a cada ciclo e seu coeficiente de desempenho (COP) é 6,8. O assunto aqui é Termodinâmica (refrigeração) e vamos precisar da definição de COP e da Primeira Lei (conservação de energia) pra achar o trabalho por ciclo e a quantidade de calor rejeitada pro ambiente externo.

Passo 2

Antes de calcular, bora revisar a teoria:
  • O COP (coeficiente de desempenho) de um refrigerador é dado por
COP = Q!LW,
onde Q!L é o calor extraído do interior frio e W é o trabalho realizado pelo compressor.
  • A Primeira Lei da Termodinâmica (conservação de energia) num ciclo cíclico diz que o somatório dos calores trocados menos o trabalho é zero, ou seja,
Q!L + Q!H - W = 0
onde Q!H é o calor rejeitado no ambiente quente. Daí vem que
QH = QL + W

Passo 3

Usando a definição de COP para achar o trabalho W:
COP = QLW Longrightarrow W = QLCOP = 19 kJ6,8 approx 2,7941176 kJ

Passo 4

Agora, aplicando a conservação de energia para achar o calor rejeitado QH:
QH = QL + W = 19 kJ + 2,7941176 kJ approx 21,7941176 kJ

Resposta

(a) W approx 2,79,kJ
(b) QH approx 21,79,kJ

Exercícios relacionados