Questão 14. Um aparelho condicionador de ar, segundo as informações do seu fabricante, retira calor do interior de uma sala a
na taxa de
, transferindo calor para o meio externo que se encontra a
. Adicionalmente o fabricante do aparelho informa que o motor que aciona o aparelho demanda a potência elétrica de
. Considere as afirmações seguintes:
I) Se o aparelho de fato retira calor da sala na taxa especificada então a potência elétrica do motor deve ser maior do que
para que a Segunda Lei da Termodinâmica não seja violada.
II) O calor transferido para o meio externo em 1 h é cerca de
.
III) Para a diferença de temperatura especificada entre o interior da sala e o exterior, um aparelho condicionador de ar demandando uma potência elétrica de
poderia no máximo retirar da sala uma quantidade de calor de
em 1 h .
Escolha a opção que melhor descreve as afirmações anteriores.
a) Somente a afirmativa I está correta.
b) Somente a afirmativa II está correta.
c) Somente a afirmativa III é correta.
d) Somente as afirmativas I e III estão corretas.
I) Se o aparelho de fato retira calor da sala na taxa especificada então a potência elétrica do motor deve ser maior do que
II) O calor transferido para o meio externo em 1 h é cerca de
III) Para a diferença de temperatura especificada entre o interior da sala e o exterior, um aparelho condicionador de ar demandando uma potência elétrica de
Escolha a opção que melhor descreve as afirmações anteriores.
a) Somente a afirmativa I está correta.
b) Somente a afirmativa II está correta.
c) Somente a afirmativa III é correta.
d) Somente as afirmativas I e III estão corretas.
Passo 1
O enunciado descreve um condicionador de ar que retira calor da sala à taxa de
, operando entre
e
, e cujo motor consome
. O conteúdo aqui envolve a Primeira Lei da Termodinâmica (balanço de energia) e a Segunda Lei (limite de desempenho pelos coeficientes de performance).
Passo 2
Analisando a afirmativa I: “para não violar a Segunda Lei, a potência elétrica deve ser maior que
”.
O coeficiente de performance máximo de um bombeamento de calor reversível (Carnot) é
O coeficiente de performance máximo de um bombeamento de calor reversível (Carnot) é
em Kelvin. Para retirar
, a potência mínima exigida seria
bem menor que
. Logo, a I é falsa.
Passo 3
Analisando a afirmativa II: “o calor transferido para o meio externo em 1 h é cerca de
”.
Pela Primeira Lei, .
Em uma hora, .
Portanto, II é verdadeira.
Pela Primeira Lei,
Em uma hora,
Portanto, II é verdadeira.
Passo 4
Analisando a afirmativa III: “com
de potência, poderia no máximo retirar
em 1 h”.
O limite máximo de retirada de calor é
O limite máximo de retirada de calor é
o que em 1 h seria
. Logo, III é falsa.
Resposta
b) Somente a afirmativa II está correta.