Certo congelador está ajustado para manter no seu interior a temperatura de -360 C. No entanto, o seu isolamento térmico não é perfeito e deste congelador ui calor pelas suas paredes à taxa de 29, 0 W. A temperatura da sua vizinhança é de +230 C . Qual deve ser a potência do motor necessária para manter este congelador a temperatura de -360 C?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um congelador que está tentando manter a temperatura interna em -36°C, mas está perdendo calor pelas paredes a uma taxa de 29,0 W. A temperatura ao redor dele é de +23°C. Queremos descobrir qual a potência que o motor do congelador precisa ter para manter essa temperatura interna constante. Vamos precisar entender conceitos de transferência de calor e equilíbrio térmico para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos considerar que para manter a temperatura interna do congelador constante, o motor (ou compressor) precisa compensar o calor que está entrando. Ou seja, a potência do motor deve ser igual à taxa de perda de calor.
Passo 3
A taxa de perda de calor já foi fornecida na questão: 29,0 W. Isso significa que todo esse calor que está entrando precisa ser removido pelo sistema de refrigeração para manter a temperatura interna estável.
Passo 4
Portanto, a potência necessária do motor para manter o congelador a -36°C deve ser igual a essa taxa de perda de calor, que é 29,0 W.