Para fazer gelo, um freezer extrai 206 J de calor de um reservatório à
em cada ciclo. O coeficiente de performance do freezer é 5,9 . A temperatura do ambiente é
. Quanto calor, por ciclo, é rejeitado para o ambiente?
(a) 232
(b) 277
© 255
(d) 241
(e) 271
(a) 232
(b) 277
© 255
(d) 241
(e) 271
Passo 1
Beleza, vamos quebrar o enunciado: é um problema de termodinâmica de refrigerador.
– O freezer retira do reservatório frio (a
).
– O coeficiente de performance (COP) dele é .
– A temperatura do ambiente é , mas aqui só importa pra entender que é o “reservatório quente”.
O que precisamos? Calcular quanto de calor é rejeitado ao ambiente em cada ciclo.
Pra isso vamos usar a definição de COP e a 1ª Lei da Termodinâmica (conservação de energia) para um refrigerador.
– O freezer retira
– O coeficiente de performance (COP) dele é
– A temperatura do ambiente é
O que precisamos? Calcular quanto de calor
Pra isso vamos usar a definição de COP e a 1ª Lei da Termodinâmica (conservação de energia) para um refrigerador.
Passo 2
Definição de COP de um refrigerador:
onde
– é o calor extraído do frio,
– é o trabalho feito pelo compressor.
Daí isolamos :
–
–
Daí isolamos
Substituindo
e
:
Passo 3
Agora, pela 1ª Lei da Termodinâmica aplicada ao ciclo do freezer, a soma das energias deve fechar:
Ou seja, todo calor extraído do frio mais o trabalho que colocamos vira calor rejeitado ao quente. Então: