Enunciado

Energia se transfere por calor pelas paredes externas e telhado de uma casa a uma taxa de 5,00 3 103 J/s 5 5,00 kW quando a temperatura interior é 22,0 8C e a temperatura exterior é –5,00 8C. (a) Calcule a potência elétrica necessária para manter a temperatura interior a 22,0 8C se a potência é utilizada em aquecedores com resistência elétrica que convertem toda a energia transferida por transmissão elétrica em energia interna. (b) E se? Calcule a potência elétrica necessária para manter a temperatura interior a 22,0 8C se the potência for utilizada para impelir um motor elétrico que opera o compressor de uma bomba de calor com coeficiente de desempenho igual a 60,0% do valor do ciclo de Carnot.

Passo 1

Fala galera, beleza? Bora resolver o nosso exercício? Vamos lá.

Para resolvermos o nosso exercício, vamos usar a equação:

P =   Q h ∆ t

Substituindo na fórmula os valores do enunciado:

P =   5,00 × 10 3 J 1 s = 5,00   k W

Passo 2

Show, agora vamos para a letra (b). Para começarmos, vamos calcular o COP:

C O P C a r n o t =   T h T h - T c

O Enunciado nos diz que:

T h = 295 k

T c = 2 68 k

Calculando:

C O P C a r n o t =   295 295 - 268 = 10,92

Para calcularmos o COP, usaremos:

C O P = 60 % × C O P C a r n o t

C O P = 60 % × 10,92 = 6,55

Beleza, tendo essa informação, a gente finalmente consegue calcular a potência usando:

P =   Q h C O P × ∆ t

P =   5,00 × 10 3 6,55 = 763 W

Resposta

P =   5,00   k W

P =   763 W

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