1. Para fabricar gelo, um congelador extrai 185 kJ de calor a -12,0^circ C. O freezer tem um coeficiente de desempenho de 5,70. A temperatura ambiente é de 26,0^circ C.
    (a) Quanto calor é fornecido à sala?
    (b) Quanto trabalho é necessário para fazer funcionar o freezer?

Passo 1

Beleza, aqui o exercício é sobre um freezer (ciclo de refrigeração) que extrai COP = QLW kJ de calor de dentro (a QH = QL + W C) e joga esse calor mais o trabalho na sala (a C). O enunciado diz que o coeficiente de desempenho (COP) do freezer é 5,70. Precisamos descobrir:
  • (a) quanto de calor é liberado na sala;
  • (b) quanto de trabalho o compressor precisa consumir.
O que vamos usar:
  1. Definição de COP para refrigeradores:
  2. Primeira lei para o ciclo:

Passo 2

Vamos achar primeiro o trabalho COP = QLW Longrightarrow W = QLCOP usando a definição de COP.
W = 185 kJ5,70 approx 32,46 kJ
Substituindo os valores:
Ou seja, o compressor gasta algo em torno de 32,5 kJ para extrair os 185 kJ de gelo.

Passo 3

Agora, sabendo QH = QL + W = 185 kJ + 32,46 kJ approx 217,46 kJ , usamos a primeira lei para achar o calor liberado na sala ( ):

Resposta

(a) kJ
(b) kJ

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