Enunciado

As mesmas expressões utilizadas no tratamento dos refrigeradores se aplicam ao comportamento das bombas de calor. Neste caso, o calor é obtido da parte traseira do refrigerador, enquanto a parte dianteira é usada para resfriar o ambiente externo. As bombas de calor são dispositivos de aquecimento doméstico muito eficientes, o que pode ser comprovado pelo cálculo a seguir. Compare o calor liberado em uma sala a 295 K por cada um dos dois métodos: (a) conversão direta de 1,00 kJ de energia elétrica num aquecedor elétrico e (b) uso de 1,00 kJ de energia elétrica para fazer funcionar uma bomba de calor com o ambiente fora da sala a 260 K. Discuta a origem da diferença do calor liberado para o interior da sala pelos dois métodos.

Passo 1

Oi pessoal, vamos matar essa questão?

No caso (a), o aquecedor elétrico converte 1,00 kJ de energia elétrica em calor, fornecendo 1,00 kJ de energia como calor para o ambiente. (A Segunda Lei não impõe nenhuma restrição à conversão completa de trabalhar para aquecer, apenas no processo reverso.)

Passo 2

No caso (b), queremos encontrar o calor depositado na sala | qh |:

q h = | q c | + | w |

q c = ( 1   K J ) ( 260   K ) 295 - 260 K

q c = 7,4   K J

Logo:

q h = q c + w = 8,4   K J

Passo 3

A maior parte das térmicas a energia que a bomba de calor deposita na divisão vem do exterior. Por mais difícil que seja acreditar em um resfriado dia de inverno, a intensidade da energia térmica (ou seja, a temperatura absoluta) ao ar livre é um substancial fração disso dentro de casa. O trabalho colocado na bomba de calor não é simplesmente convertido em calor, mas é "aproveitado" para transferir calor adicional do exterior.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

3.15 (a) (a) Calcule a eficiência do ciclo de Carnot de uma máquina térmica primitiva que opera com o vapor a 100 °C e descarrega a 60°C. (b) Repita o cálculo para uma turbina moderna que opera com va
Uma amostra consistindo em 1 mol de um gás perfeito monoatômico, com Cvm=3R/2, efetua o ciclo da figura. (a) calcule as temperaturas 1, 2 e 3. (b) Calcule q ,w ,∆ Ue∆ H para cada etapa do ciclo e para
Uma amostra consistindo em 2,0 mol de C O 2 ocupa um volume fixo de 15,0 d m 3 , a 300 K. Quando 2,35 KJ de energia, na forma de calor, são injetadas na amostra, sua temperatura aumenta até 341 K. Con
Uma amostra de 70 mmol de Kr (g) se expande reversivelmente e isotermicamente, a 373 K, de 5,25 c m 3 até 6,29 c m 3 . Nessa expansão, a energia interna da amostra aumenta de 83,5 J. Use a equação do
Uma amostra de um 1,00 mol de gás perfeito, com Cpm=7R/2, realiza o seguinte ciclo: (a) aquecimento a volume constante até que a temperatura alcance um valor que é o dobro da temperatura inicial; (b)