(
ponto) Dado que uma geladeira retira do congelador 1200 Kcal e lança para o ambiente 1450 kcal . Qual a potência do compressor dessa geladeira? (Considerar:
).
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações:
- A geladeira retira do congelador
. - A geladeira lança para o ambiente
.
O que o enunciado pede: - Determinar a potência do compressor dessa geladeira.
Observação importante: o enunciado não informa em quanto tempo essas energias são retiradas / liberadas. Potência é energia por unidade de tempo, portanto falta uma informação necessária para obter um valor numérico final. Vou explicar o procedimento completo e mostrar a resposta simbólica (em função do tempo) e também calcular um valor numérico típico supondo um tempo razoável (para ficar útil na prática).
Passo 2
Conceito físico básico (aula rapidinha): energia e trabalho num ciclo de refrigeração
- Numa geladeira o compressor realiza trabalho
para transportar calor do interior (congelador) para o ambiente. - Aplicando a conservação de energia (primeira lei da termodinâmica) para o ciclo, a energia que sai para o ambiente (
) é a soma do calor retirado do congelador ( ) mais o trabalho fornecido pelo compressor:
- Dessa relação isolamos o trabalho fornecido pelo compressor:
Aqui:
-
é a energia retirada do congelador (frio retirado) — dado como . -
é a energia lançada ao ambiente — dado como . -
é o trabalho fornecido pelo compressor (energia adicionada pelo compressor).
Passo 3
Calcular o trabalho
em unidades de kcal usando a fórmula acima:
Passo 4
Converter o trabalho para unidades SI (quilojoule e joule). Usar a conversão fornecida
.
Em joules:
Explicação curta: trabalhar em SI (joules) é útil porque potência em watts é joules por segundo.
Passo 5
Definição de potência (ou potência média) e unidades
- Potência é energia por unidade de tempo. Se
é o tempo gasto para fornecer o trabalho , a potência média é:
- As unidades usuais:
em joules, em segundos, daí em watts , onde .
Passo 6
Aplicando ao nosso caso: escrever a potência em função do tempo
- Substituindo o valor de
obtido em SI:
Isto é a resposta exata que se pode dar com os dados fornecidos: a potência depende do tempo
em que os
(ou
) são entregues ao ambiente.
Passo 7
Cálculo de exemplo prático (assumindo um tempo plausível)
- Frequentemente problemas desse tipo dão valores por hora; se interpretarmos que os
e são quantidades por (uma hipótese comum), então . Substituindo:
Arredondando razoavelmente:
- Para outros cenários: se as energias fossem por minuto (
) teria . Se fossem por segundo ( ) teria . Esses exemplos mostram por que o tempo é crucial.