A iluminação interna dos refrigeradores é fornecida por lâmpadas incandescentes cujos interruptores são acionados pela abertura da porta do refrigerador. Considere um refrigerador cuja lâmpada de 40 W permanece acesa continuamente como resultado de um mau funcionamento do interruptor. Se o refrigerador tiver um coeficiente de desempenho de 1,3 e o custo da eletricidade for 12 centavos por kWh, determine o aumento no consumo de energia do refrigerador e seu custo por ano se o interruptor não for fixo.
Passo 1
O enunciado diz que a lâmpada incandescente de
fica acesa o tempo todo, liberando
de calor no interior do refrigerador. Como esse calor extra precisa ser retirado pelo compressor, o refrigerador consome energia adicional. Temos o coeficiente de desempenho (COP) do refrigerador
e o custo da eletricidade
R$/kWh. Vamos calcular:
Passo 2
Pelo definição de COP de um refrigerador,
onde
é o calor a ser removido (aqui
) e
é a potência elétrica que o compressor consome. Logo,
Passo 3
A potência extra total que o sistema passa a consumir é a soma da potência da lâmpada mais a do compressor:
Passo 4
A energia extra em um ano (
) é
Passo 5
O custo anual, a
R$/kWh, é
Resposta
O defeito faz o refrigerador consumir
a mais, o que dá cerca de
por ano, gerando um custo adicional de aproximadamente R$
ao ano.