1. Um refrigerador opera em estado estacionário usando 500 W de potência elétrica com um COP de 2,5. Qual é o efeito líquido no ar da cozinha?

Passo 1

O enunciado diz que um refrigerador opera em regime estacionário consumindo 500 W de potência elétrica e apresenta um fator de desempenho (COP) de 2,5. O que se pede é o efeito líquido no ar da cozinha, ou seja, a taxa de calor que o refrigerador rejeita para a cozinha. Vamos usar o conceito de COP de refrigerador e a primeira lei da termodinâmica para ciclos de refrigeração.

Passo 2

Para um refrigerador, o COP é definido como
COP = QLWin
onde QL é a taxa de calor retirada do interior do refrigerador e Win é a potência elétrica fornecida. Então
QL = COPtimes Win = 2,5 times 500 W = 1250 W

Passo 3

Pela primeira lei aplicada ao ciclo de refrigeração, a energia rejeitada ao ambiente (cozinha) é a soma do calor extraído do interior mais o trabalho fornecido:
QH = QL + Win = 1250 W + 500 W = 1750 W

Passo 4

O valor QH é justamente o calor cedido ao ar da cozinha em regime estacionário. Logo, o efeito líquido no ar da cozinha é um aquecimento de 1750 W.

Resposta

O refrigerador aquece o ar da cozinha a uma taxa de 1750 W.

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