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 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.
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
e joga esse calor no ambiente externo a
. 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:
.
Então:
- Temperatura da sala:
- Temperatura externa:
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula da Refrigeração de Carnot para encontrar a quantidade de calor descarregada no ambiente externo (
). A relação entre os calores é dada por:
Onde:
-
é o calor retirado da sala -
é o calor jogado no ambiente externo -
é a temperatura da sala em Kelvin -
é a temperatura externa em Kelvin
Passo 4
Queremos achar
, então vamos isolar ele na fórmula:
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
, não conseguimos calcular um número exato para
. Mas a fórmula está pronta para ser usada assim que
for fornecido. Então, resumindo:
Resposta
A quantidade de calor descarregada no ambiente externo por ciclo é
.