Um freezer possui um coeficiente de desempenho igual a 2. O freezer deve converter 1 kg de água a 25^circ Cem 1 kg de gelo a -10^circ C. Qual é a quantidade de calor rejeitada para o ambiente? Considere o calor específico da água líquida 4186 J / Kg cdot K, o calor específico do gelo 2220 J / Kg K e o calor latente de fusão da água 334 times 10^3 J / kg Tk=Tc+273,15.
Escolha uma opção:
a. 165 kcal
b. 55 Kcal
c. 110 Kcal
d. 38 kcal
e. 57 Kcal
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Passo 1

Resumo do enunciado: Temos um freezer com coeficiente de desempenho (COP) igual a 2 que deve transformar 1 kg de água a 25 °C em 1 kg de gelo a –10 °C. O conteúdo é processo de refrigeração, onde precisamos calcular o calor extraído do alimento (\u001e_Q_L\u001f), o trabalho de compressão (W) e, por fim, o calor rejeitado ao ambiente (\u001e_Q_H\u001f). Vamos usar as definições de calor sensível, calor latente e a relação do COP.

Passo 2

Para calcular o total de calor extraído (\u001e_Q_L\u001f) soma-se: resfriamento da água de 25 °C a 0 °C, fusão e resfriamento do gelo de 0 °C a –10 °C. Usando massa m=1 kg:
Q1 = m,cágua,(Tfinal-Tinicial) = 1times4186,(0-25)= -104650J á
Q2 = m,L = 1times334000=334000J
Q3 = m,c>=lo,(Tfinal-Tinicial) = 1times2220,(-10-0)= -22200J

Passo 3

Somando os módulos (calor extraído do ciclo frio):
QL = |Q1| + Q2 + |Q3| = 104650 + 334000 + 22200 = 460850J
A teoria diz que o COP de um refrigerador é
COP = QLW
e, portanto,
W = QLCOP = 4608502 = 230425J

Passo 4

O calor rejeitado ao ambiente é a soma do calor extraído com o trabalho fornecido:
QH = QL + W = 460850 + 230425 = 691275J

Passo 5

Convertendo para kcal (1 kcal = 4186 J):
QH = 6912754186approx165.2kcal
Então, aproximadamente 165 kcal são rejeitadas ao ambiente.

Resposta

165 kcal

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