Quando um refrigerador está funcionando, sua potência de entrada é de 500 w . Uma amostra massa 500 g a temperatura de
é colocada no compartimento do congelador. Quanto tem para a água congelar e virar gelo a
? Use:
que todas as outras partes do refrigerador permaneçam na mesma temperatura e que não haj de energia para o exterior, então, a operação do refrigerador resulta somente na extração água. DICA: ENERGIA EXTRAÍDA DA ÁGUA IGUAL AO TRABALHO REALIZADO SOBRE A BOMBA EM MÓDULO.
Passo 1
O enunciado mostra um refrigerador que consome potência de entrada
. Colocamos no congelador uma massa
de água a
e queremos saber quanto tempo leva para ela esfriar até
e depois solidificar completamente em gelo a
. O conteúdo é calorimetria com mudança de fase, usando que a energia extraída da água (calor removido) é igual ao trabalho realizado pelo compressor.
Passo 2
Calcular a energia necessária para esfriar a água de
até
. Essa energia sensível é
onde
e
. Logo,
Passo 3
Calcular a energia necessária para a solidificação a
. Essa energia de fase é
com
. Assim,
Passo 4
Obter o calor total a ser extraído:
Passo 5
Como a potência de entrada do refrigerador é
e todo esse trabalho retira calor da água, o tempo necessário é
Convertendo para minutos,
Resposta
O tempo necessário é aproximadamente
minutos.