Um refrigerador de Carnot extrai 40 kJ na forma de calor durante cada ciclo, operando com um coeficiente de desempenho de 4,6.
a) qual é a energia transferida para o ambiente por ciclo?
b) qual é o trabalho realizado por ciclo?

Passo 1

Beleza, vamos resumir o que o exercício pede e o que vamos usar.
Enunciado em miúdos: um refrigerador de Carnot retira COP = QLW de calor do ambiente frio a cada ciclo e tem coeficiente de desempenho (COP) igual a 4,6.
Conteúdo da matéria: termodinâmica (primeira lei e definição de COP de refrigerador).
O que vamos precisar:
  1. A definição de COP para refrigerador: QH = QL + W onde é o calor extraído do lado frio e é o trabalho fornecido ao ciclo.
  2. A primeira lei da termodinâmica para ciclos: em que é o calor rejeitado ao ambiente quente.

Passo 2

Primeiro, descobrimos o trabalho COP = QLW Longrightarrow W = QLCOP usando a definição de COP.
  • A fórmula é W = 404,6 kJ approx 8,6957 kJ
  • Substituindo W approx 8,70 kJ e :
  • Para ficar redondinho, podemos dizer

Passo 3

Agora achamos QH = QL + W pela primeira lei:
QH approx 40 + 8,70 = 48,70 kJ
Substituindo e :

Resposta

a) por ciclo
b) por ciclo

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