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 ( Tc): 277 K
  • Temperatura da cozinha ( Th): 299 K
  • Trabalho realizado ( W): 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:
COP = TcTh - Tc
Onde:
  • Tc é a temperatura do compartimento frio (interno)
  • Th é a temperatura do compartimento quente (cozinha)

Passo 4

Vamos calcular o COP usando as temperaturas fornecidas:
COP = 277299 - 277 = 27722 approx 12,59

Passo 5

Sabendo o COP, podemos descobrir o quanto de calor ( Qc) o refrigerador consegue remover usando a fórmula:
Qc = COP times W
Substituindo os valores:
Qc = 12,59 times 2500 approx 31.475 , J

Resposta

O refrigerador consegue remover aproximadamente 3,1 times 10^4 J de calor do seu compartimento interior.

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