Qual o trabalho realizado por um refrigerador que possui eficiência de 50% quando transfere da sua fonte quente 450 J de calor para a fonte fria?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o problema tá pedindo. A gente tem um refrigerador com uma eficiência de 50% que está transferindo 450 J de calor da fonte fria para a fonte quente. Nosso objetivo aqui é descobrir quanto trabalho esse refrigerador está realizando para fazer isso.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de Termodinâmica, especificamente sobre Máquinas Térmicas e Coeficiente de Performance (COP) de um refrigerador. Vamos lá!
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o que é eficiência no contexto de um refrigerador. Diferente das máquinas térmicas que convertem calor em trabalho, um refrigerador precisa transportar calor do lugar frio para o quente, e para isso, usa trabalho. A eficiência aqui, que a gente pode chamar de Coeficiente de Performance (COP), relaciona a quantidade de calor removido da fonte fria com o trabalho realizado.
A fórmula do COP para um refrigerador é:
Onde:
- $ Q_c $ é o calor retirado da fonte fria (no caso, 450 J)
- $ W $ é o trabalho realizado
Passo 3
O enunciado diz que a eficiência é de 50%, ou seja, 0,5. Então temos:
Queremos encontrar $ W $, que é o trabalho realizado pelo refrigerador. Para isso, vamos isolar $ W $ na equação.
Passo 4
Vamos rearranjar a equação para resolver para $ W $:
Fazendo a divisão:
Resposta
O trabalho realizado pelo refrigerador é de 900 J.