Um refrigerador doméstico opera continuamente, e com um coeficiente de desempenho de 2,4 remove energia do espaço refrigerado em uma taxa de
. Calculando a eletricidade a
por
, determine o custo de eletricidade em um mês em que o refrigerador opera por 360 horas.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um exercício de Termodinâmica que envolve um refrigerador doméstico. O enunciado fala sobre o coeficiente de desempenho (COP) do refrigerador, a quantidade de energia que ele remove do espaço refrigerado e o custo da eletricidade. Nosso objetivo é calcular quanto vai custar a eletricidade para operar esse refrigerador durante 360 horas em um mês. Para resolver isso, vamos precisar entender como o COP funciona, relacionar a energia removida com o trabalho realizado e depois calcular o custo total.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o Coeficiente de Desempenho (COP). No contexto de refrigeradores, o COP é uma medida de eficiência que indica quanta energia térmica (calor) o refrigerador consegue remover do espaço refrigerado em relação à energia elétrica que consome. A fórmula do COP para refrigeradores é:
Onde:
-
é a taxa de remoção de calor (em watts, W). -
é a potência elétrica consumida (em watts, W).
Passo 3
No enunciado, já temos o COP (
) e a taxa de remoção de calor (
). Queremos encontrar a potência elétrica
que o refrigerador consome. Rearranjando a fórmula do COP:
Vamos substituir os valores:
Passo 4
Agora que sabemos a potência elétrica consumida pelo refrigerador (
), precisamos calcular a energia total consumida em um mês. A energia elétrica consumida (
) é dada por:
Onde
é o tempo de operação em horas. No caso,
.
Passo 5
Para facilitar o cálculo do custo, vamos converter a energia de watt-hora (Wh) para quilowatt-hora (kWh), já que o preço da eletricidade está em kWh.
Então,
Passo 6
Finalmente, vamos calcular o custo da eletricidade. Sabemos que o preço é de R$ 0,08 por kWh.
Substituindo os valores:
Resposta
O custo de eletricidade para operar o refrigerador durante 360 horas é de R$ 2,11.