Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 20.3 - Ex. 37
Uma bomba térmica é usada para aquecer um edifício. A temperatura externa é e a temperatura no interior do edifício deve ser mantida a . O coeficiente de desempenho da bomba é e a bomba fornece por hora ao edifício na forma de calor. Se a bomba térmica é uma máquina de Carnot trabalhando no sentido inverso, qual deve ser a potência de operação da bomba?
Passo 1
Faala ae, beleza? Bora resolver esse exercício!
Para determinar a potência transferida, é importante lembrar da relação entre potência e trabalho:
E temos que energia transferida (por hora) na forma de calor para o reservatório de maior temperatura é:
Então precisamos determinar uma expressão que envolva as duas quantidades e .
Passo 2
Sabendo que e que , podemos unir essas duas expressões:
Como :
Colocando em evidência:
Assim, podemos cortar o dos dois lados:
Dividindo dos dois lados por temos:
Como vimos no passo anterior, :
Opa, então essa é a nossa potência!