Um refrigerador possui uma eficiência de 40% na transferência de 800 J de calor da sua fonte quente para a fonte fria. Para isso, qual deve ser o trabalho realizado por esse refrigerador?
a) 500 J
b) 1000 J
c) 1500 J
d) 2000 J
e) 2500 J
a) 500 J
b) 1000 J
c) 1500 J
d) 2000 J
e) 2500 J
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos um refrigerador que transfere 800 J de calor da fonte quente para a fonte fria com uma eficiência de 40%. Queremos descobrir qual é o trabalho que esse refrigerador precisa realizar para fazer isso acontecer. Vamos usar conceitos de termodinâmica, mais especificamente relacionados à eficiência de máquinas térmicas como refrigeradores.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que significa a eficiência nesse contexto. Para refrigeradores, geralmente usamos o coeficiente de performance (COP), que indica quanta energia térmica (calor) é removida da fonte fria por unidade de trabalho realizado. A fórmula do COP é:
Onde:
- $ Q_c $ é o calor retirado da fonte fria (800 J no nosso caso).
- $ W $ é o trabalho realizado pelo refrigerador (o que queremos encontrar).
Passo 3
A questão nos dá a eficiência como 40%, que podemos interpretar como o COP sendo 0,4 (já que 40% = 0,4 em forma decimal). Então, temos:
Passo 4
Agora, precisamos resolver essa equação para encontrar $ W $:
Resposta
O trabalho realizado pelo refrigerador deve ser 2000 J. Portanto, a alternativa correta é a d) 2000 J.