Um aparelho de ar condicionado opera com potência 1481 W e coeficiente de rendimento 2,2 , numa habitação com temperatura de 21,0^circ C. A temperatura exterior é de 35,0^circ C. Calcule a taxa de entrega de calor para o ambiente externo, em J/s, em valor absoluto.
Resposta: square

Passo 1

Beleza, então a gente tem um aparelho de ar condicionado que consome 1481 W e tem um coeficiente de rendimento (COP) de 2,2. A temperatura interna é de 21°C e a externa é de 35°C. Vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente relacionados ao rendimento de máquinas térmicas e transferências de calor, pra calcular quanto de calor o ar condicionado está entregando para o ambiente externo, medido em J/s.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é o coeficiente de rendimento (COP) num aparelho de ar condicionado. O COP é definido como a quantidade de calor removido do ambiente interno ( COP = QcW ) dividida pela potência consumida ( Qc = COP times W ):
Então, podemos rearranjar essa fórmula pra achar :

Passo 3

Agora, para encontrar a taxa de calor entregue ao ambiente externo ( Qh = Qc + W ), sabemos que esse calor é a soma do calor retirado do interior e da potência fornecida:
Qh = COP times W + W = W (COP + 1)
Substituindo na equação, temos:

Passo 4

Vamos agora inserir os valores:
Qh = 1481 , W times (2,2 + 1) = 1481 , W times 3,2 = 4739,2 , W

Resposta

A taxa de entrega de calor para o ambiente externo é de aproximadamente .

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