Para fazer gelo, um refrigerador, que é o inverso de uma máquina de Carnot, extrai 42 k J na forma de calor a - 15 ° C durante cada ciclo, com um coeficiente de desempenho de 5,7 . A temperatura ambiente é 30,3 ° C . Qual é ( a ) a energia por ciclo fornecida ao ambiente na forma de calor e ( b ) o trabalho por ciclo necessário para operar o refrigerador?

Passo 1

Do enunciado tiramos calor extraído Q F = 42 k J , a temperatura baixa de 258 K e o coeficiente de desempenho K . Na letra a é pedido a energia fornecida ao ambiente, ou seja Q Q . Da fórmula do desempenho temos:

K = Q F Q Q - Q F

Agora é só substituir os valores ali em cima:

5,7 = 42000 Q Q - 42000

Q Q - 42000 = 42000 5,7 = 7368,42

Q Q = 42000 + 7368,42 = 49368,42 J = 49,37 k J

Passo 2

O trabalho W por ciclo, em função do coeficiente de desempenho, é:

K = Q F W

W = Q F K = 42000 5,7 = 7368,42 J = 7,36 k J

Resposta

a 49,37 k J

b 7,36 k J

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