Para fabricar gelo, um congelador extrai 185 kJ de calor a
. O congelador tem um coeficiente de desempenho de 5,70. A temperatura ambiente é de
. Quanto calor é fornecido à sala?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O problema fala sobre um congelador que está fazendo gelo ao extrair calor de dentro dele. O conteúdo principal aqui envolve Termodinâmica, especificamente o conceito de Coeficiente de Desempenho (COP) para refrigeradores. Precisamos calcular quanto de calor o congelador está liberando para a sala. Para isso, vamos precisar dos dados fornecidos: a quantidade de calor extraído, o COP e as temperaturas envolvidas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o Coeficiente de Desempenho (COP). No contexto de refrigeradores, o COP é uma medida de eficiência que indica quanto de calor é retirado do ambiente frio (neste caso, o interior do congelador) para cada unidade de trabalho (energia) consumida. A fórmula do COP para um refrigerador é:
onde:
-
é o calor retirado do ambiente frio, -
é o trabalho ou energia consumida.
Passo 3
Sabemos que o congelador está extraindo
e o COP é 5,70. Precisamos encontrar o trabalho
que o congelador está realizando. Rearranjando a fórmula do COP:
Passo 4
Agora, para saber quanto de calor é fornecido à sala (
), usamos a relação termodinâmica que liga o calor retirado, o trabalho realizado e o calor liberado:
Substituindo os valores que já temos:
Resposta
O congelador fornece aproximadamente 217,46 kJ de calor para a sala.