Voce despeja uma quantidade de água a
em uma bandeja de gelo e coloca no refrigerador. Voce deixará a água no refrigerador por dez minutos. O refrigerador possui uma potencia de
. Sabendo que o seu coeficiente de desempenho é de 8,4, quanto de calor (em J) será retirado de dentro do refrigerador nesse tempo?
Resposta:
Resposta:
Passo 1
Primeiro, vamos entender o problema. Temos água a
sendo colocada em uma bandeja de gelo dentro de um refrigerador. Queremos descobrir quanto de calor em joules será retirado do refrigerador em 10 minutos. Para resolver isso, vamos usar a fórmula do Coeficiente de Desempenho (COP), que nos ajuda a relacionar a quantidade de calor removida com a potência do refrigerador.
Passo 2
A potência do refrigerador é dada como
. A potência § é a taxa na qual o trabalho é realizado ou a energia é consumida, e ela está relacionada ao tempo (t) pela fórmula:
Aqui,
é o trabalho realizado em joules,
é a potência em watts, e
é o tempo em segundos.
Passo 3
Vamos converter os 10 minutos para segundos, já que a potência está em watts (joules por segundo):
Passo 4
Agora, calculamos o trabalho realizado pelo refrigerador em 10 minutos:
Passo 5
O Coeficiente de Desempenho (COP) é dado por:
Onde:
-
é o calor retirado do refrigerador. -
é o trabalho realizado.
Queremos encontrar
, então rearranjamos a fórmula:
Passo 6
Substituindo os valores que temos: