Um condicionador de ar de Carnot retira energia térmica de uma sala a 23^circ C e a transfere na forma de calor para o ambiente externo, que está a 42^circ C.
Qual a quantidade de calor descarregada no ambiente externo a cada ciclo de operação do aparelho? (valor: 05)
Observação: é preciso converter as temperaturas de graus celsius para kelvin.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a pergunta tá pedindo. Temos um ar-condicionado de Carnot que tira calor de uma sala a 23^circ C e joga esse calor no ambiente externo a 42^circ C. Nosso objetivo aqui é descobrir quanto de calor ele descarrega no ambiente externo a cada ciclo de funcionamento. Para resolver isso, vamos precisar saber sobre a Refrigeração de Carnot, que envolve conceitos de termodinâmica como temperaturas absolutas (em Kelvin) e a relação entre os calores trocados.

Passo 2

Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, já que nas fórmulas de termodinâmica usamos Kelvin. A fórmula é simples: K = ^circ C + 273,15.
Então:
  • Temperatura da sala: 23^circ C + 273,15 = 296,15,K
  • Temperatura externa: 42^circ C + 273,15 = 315,15,K

Passo 3

Agora, vamos usar a fórmula da Refrigeração de Carnot para encontrar a quantidade de calor descarregada no ambiente externo ( Qh). A relação entre os calores é dada por:
QhQc = ThTc
Onde:
  • Qc é o calor retirado da sala
  • Qh é o calor jogado no ambiente externo
  • Tc é a temperatura da sala em Kelvin
  • Th é a temperatura externa em Kelvin

Passo 4

Queremos achar Qh, então vamos isolar ele na fórmula:
Qh = Qc times ThTc
Isso significa que o calor jogado no ambiente externo é igual ao calor retirado da sala multiplicado pela razão das temperaturas absolutas.

Passo 5

Sem o valor de Qc, não conseguimos calcular um número exato para Qh. Mas a fórmula está pronta para ser usada assim que Qc for fornecido. Então, resumindo:
Qh = Qc times 315,15,K296,15,K approx Qc times 1,064

Resposta

A quantidade de calor descarregada no ambiente externo por ciclo é Qh = Qc times 315,15,K296,15,K approx 1,064, Qc.

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