Um freezer possui um coeficiente de desempenho igual a 2. O freezer deve converter 1 kg de água a
de gelo a
. Qual é a quantidade de calor rejeitada para o ambiente? Considere o calor específico da água líquida
, o calor específico do gelo
e o calor latente de fusão da água
.
Escolha uma opção:
a. 165 kcal
b. 55 Kcal
c. 110 Kcal
d. 38 kcal
e. 57 Kcal
Limpar minha escolha
a. 165 kcal
b. 55 Kcal
c. 110 Kcal
d. 38 kcal
e. 57 Kcal
Limpar minha escolha
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:
Passo 3
Somando os módulos (calor extraído do ciclo frio):
A teoria diz que o COP de um refrigerador é
e, portanto,
Passo 4
O calor rejeitado ao ambiente é a soma do calor extraído com o trabalho fornecido:
Passo 5
Convertendo para kcal (1 kcal = 4186 J):
Então, aproximadamente 165 kcal são rejeitadas ao ambiente.
Resposta
165 kcal