Para um refrigerador com degelo automático e um freezer na parte superior, o custo anual de eletricidade é de
. (a) Calculando a eletricidade a
por
, determine o consumo anual de eletricidade do refrigerador,
. (b) Considerando que o coeficiente de desempenho do refrigerador é 3, determine a quantidade energia removida anualmente de seu espaço refrigerado, em MJ.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A situação envolve calcular o consumo de eletricidade de um refrigerador e a quantidade de energia que ele remove do espaço refrigerado. Para isso, vamos usar conceitos básicos de custos de energia e o coeficiente de desempenho (COP), que nos ajuda a entender a eficiência do refrigerador.
Passo 2
Primeiro, vamos resolver a parte (a). A gente sabe que o custo anual de eletricidade é de $55 e o preço da eletricidade é de $0,08 por kWh. Para encontrar o consumo anual em kWh, a gente divide o custo total pelo preço por kWh.
Matematicamente:
Passo 3
Fazendo a conta:
Então, o refrigerador consome 687,5 kWh por ano.
Passo 4
Agora, vamos para a parte (b). O coeficiente de desempenho (COP) é uma medida de eficiência que relaciona a quantidade de energia removida do espaço refrigerado (
) com a energia elétrica consumida (
). A fórmula é:
Queremos encontrar
, então rearranjando a fórmula:
Passo 5
Primeiro, precisamos converter o consumo anual de eletricidade de kWh para megajoules (MJ), porque queremos a resposta em MJ. Sabemos que:
Então:
Passo 6
Agora, aplicando o COP:
Portanto, a quantidade de energia removida anualmente do espaço refrigerado é de 7425 MJ.
Resposta
(a) O consumo anual de eletricidade do refrigerador é de 687,5 kWh.
(b) A quantidade de energia removida anualmente do espaço refrigerado é de 7425 MJ.
(b) A quantidade de energia removida anualmente do espaço refrigerado é de 7425 MJ.