Um refrigerador ideal com coeficiente de desempenho 4,7 extrai calor de um recipiente frio à taxa de
ciclo.
a) Qual o trabalho necessário, por ciclo, para manter o refrigerador em funcionamento?
b) Qual o calor entregue ao meio ambiente por ciclo?
a) Qual o trabalho necessário, por ciclo, para manter o refrigerador em funcionamento?
b) Qual o calor entregue ao meio ambiente por ciclo?
Passo 1
O enunciado diz que um refrigerador ideal tem coeficiente de desempenho
e extrai do reservatório frio, por ciclo,
de calor. A matéria envolve termodinâmica de ciclos de refrigeração, em que usamos a definição de
para refrigerador e a primeira lei da termodinâmica aplicada a um ciclo para relacionar os calores e o trabalho.
Passo 2
A definição de coeficiente de desempenho para um refrigerador é
onde
é o coeficiente de desempenho,
é o calor extraído do reservatório frio,
e é o trabalho de entrada por ciclo.
e
Passo 3
Isolando o trabalho
na fórmula de
e substituindo os valores conhecidos, temos
Passo 4
Pela primeira lei da termodinâmica num ciclo fechado (
), o calor rejeitado ao meio ambiente, que chamamos
, satisfaz
Passo 5
Substituindo
e
, obtemos
Resposta
a)
por ciclo.
b) por ciclo.
b)