O interior de um refrigerador Carnot é mantido a uma temperatura de 277 K , enquanto a temperatura na cozinha é de 299 K . Usando 2500 J de trabalho, quanto de calor este refrigerador consegue remover do seu compartimento interior? (Resp. 3,1.104 J)
Passo 1
Então, a gente tem um problema sobre um refrigerador ideal, chamado de refrigerador de Carnot. A gente vai precisar entender um pouco de termodinâmica, especificamente sobre como esses refrigeradores funcionam. O objetivo é descobrir quanto de calor o refrigerador consegue tirar do seu interior usando uma certa quantidade de trabalho.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as informações que temos:
- Temperatura interna do refrigerador (
): 277 K - Temperatura da cozinha (
): 299 K - Trabalho realizado (
): 2500 J
Passo 3
Agora, vamos lembrar da fórmula do Coeficiente de Performance (COP) para um refrigerador de Carnot. O COP é uma medida de eficiência e é dado por:
Onde:
-
é a temperatura do compartimento frio (interno) -
é a temperatura do compartimento quente (cozinha)
Passo 4
Vamos calcular o COP usando as temperaturas fornecidas:
Passo 5
Sabendo o COP, podemos descobrir o quanto de calor (
) o refrigerador consegue remover usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Resposta
O refrigerador consegue remover aproximadamente
J de calor do seu compartimento interior.