Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 19.1 - Ex. 77
Um congelador tem uma temperatura . O ar na cozinha tem uma temperatura . O congelador não está perfeitamente isolado e há fuga de calor pelas paredes a uma taxa de 50 W. Determine a potência do motor que é necessária para manter a temperatura do congelador.
Passo 1
Bom, o que queremos? A potência necessária para manter a tempera do congelador de -23°C.
Como podemos calcular a potência?
Ia ser muito fácil se já conseguíssemos calcular, né? Vamos pensar em alguma forma de calcular o trabalho.
Se usarmos:
Isolando W:
Se substituirmos na potência:
Como o coeficiente de desempenho para uma máquina, funcionando nas mesmas condições, é constante:
Já temos a taxa que o calor é liberado, , agora precisamos achar o coeficiente.
Passo 2
Para achar o coeficiente de desempenho máximo possível, podemos assumir duas coisas:
Se
E
Então:
Substituindo na fórmula do passo 1:
Sabendo das variáveis:
Na potência: