Um condicionador de ar ideal e reversível retira calor de um quarto a
e o transfere para o ambiente, que está a
. Para cada joule de energia elétrica necessária para operar o condicionador de ar, quantos joules de calor são removidos do quarto?
Resp:
.
Resp:
Passo 1
O enunciado trata de um condicionador de ar ideal e reversível que opera como refrigerador de Carnot, retirando calor de um quarto a
e o rejeitando num ambiente a
. Queremos saber quantos joules de calor são removidos do quarto para cada joule de trabalho elétrico fornecido. O conceito central é o coeficiente de desempenho (COP) de um refrigerador de Carnot:
onde
e
são as temperaturas absolutas do reservatório frio e do quente, respectivamente.
Passo 2
Primeiro convertemos as temperaturas de Fahrenheit para a escala absoluta Rankine (
), lembrando que
Logo,
Passo 3
Substituindo na expressão do COP, temos
Passo 4
O resultado do COP indica que, se fornecermos
joule de trabalho elétrico ao condicionador, ele retirará do quarto