Um condicionador de ar de Carnot retira energia térmica de uma sala a
e a transfere na forma de calor para o ambiente externo, que está a
.
Qual o trabalho necessário para que sejam retirados 2500 J de calor da sala a cada ciclo de operação do aparelho? (valor: 05)
Observação: é preciso converter as temperaturas de graus celsius para kelvin.
Qual o trabalho necessário para que sejam retirados 2500 J de calor da sala a cada ciclo de operação do aparelho? (valor: 05)
Observação: é preciso converter as temperaturas de graus celsius para kelvin.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um condicionador de ar que opera com um ciclo de Carnot, e o objetivo é descobrir quanto trabalho ele precisa para retirar 2500 J de calor de uma sala que está a
. A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, especificamente os ciclos de Carnot que são ótimos para entender como máquinas térmicas funcionam. Vamos precisar converter as temperaturas para Kelvin e usar as fórmulas do ciclo de Carnot para calcular o trabalho necessário.
Passo 2
Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque nas fórmulas da termodinâmica usamos Kelvin. A fórmula para isso é:
Aplicando:
- Temperatura da sala (
): - Temperatura externa (
):
Passo 3
Agora, vamos calcular o Coeficiente de Performance (COP) do condicionador de ar de Carnot. Para uma geladeira, o COP é dado por:
Substituindo os valores:
Passo 4
Com o COP em mãos, podemos encontrar o trabalho necessário para retirar os 2500 J de calor da sala. A relação entre o calor retirado (
), o COP e o trabalho (
) é:
Substituindo os valores:
Resposta
O trabalho necessário para retirar 2500 J de calor da sala é aproximadamente 160 J.