Para fazer gelo, um freezer extrai 242 J de calor de um reservatório à
em cada ciclo. O coeficiente de performance do freezer é 5,4. A temperatura do ambiente é
. Quanto calor, por ciclo, é rejeitado para o ambiente?
(a) 236
(b) 287
© 250
(d) 275
(e) 264
(a) 236
(b) 287
© 250
(d) 275
(e) 264
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado diz que um freezer extrai
J de calor do interior (a
) em cada ciclo. O coeficiente de performance (COP) dele é 5,4 e a temperatura do ambiente é
. A matéria envolvida é Termodinâmica – mais especificamente, a parte de refrigeradores e bombas de calor.
O que vamos precisar:
O que vamos precisar:
- Definição de COP para refrigerador:
, onde é o trabalho que você fornece ao freezer. - A Primeira Lei da Termodinâmica para saber que o calor rejeitado
para o ambiente é .
Passo 2
Primeiro ponto: entender o que é o COP.
Para um refrigerador (ou freezer), COP é a “eficiência” que diz quanto calor frio a gente consegue tirar para cada joule de trabalho
que a gente coloca. Matematicamente:
Para um refrigerador (ou freezer), COP é a “eficiência” que diz quanto calor frio
Daí, pra descobrir o trabalho
, basta isolar:
Passo 3
Agora, vamos calcular o trabalho
.
Passo 4
Aí a gente usa a Primeira Lei (conservação de energia) para o ciclo: o calor rejeitado pro ambiente
é a soma do calor extraído
mais o trabalho
que entrou no freezer:
Resposta
Arredondando, o calor rejeitado por ciclo é aproximadamente 287 J.