Um laboratório de biologia é mantido a uma temperatura constante de 7,00 8C por um ar-condicionado, com saída para o ar externo. Em um dia típico de verão nos Estados Unidos, a temperatura externa é de 27,0 8C, e a unidade de ar-condicionado emite energia para o exterior a uma taxa de 10,0 kW. Modele a unidade como tendo coeficiente de desempenho (COD) igual a 40,0% do COD de um aparelho ideal de Carnot. (a) A que taxa o ar-condicionado remove energia do laboratório? (b) Calcule a potência necessária para o trabalho de entrada. (c) Encontre a variação em entropia do Universo produzida pelo arcondicionado em 1,00 h. (d) E se? A temperatura externa aumenta para 32,0 8C. Encontre a variação fracional no COD do ar-condicionado.
Passo 1
Fala galera, beleza? Bora resolver o nosso exercício? Vamos lá.
Para calcularmos a eficiência de Carnot para refrigerar, vamos usar:
As temperaturas foram dadas no enunciado:
Calculando
O enunciado diz que o coeficiente de desempenho é 40% do COD, então:
Beleza, agora que o enunciado nos diz é que e vamos usar agora para encontrar o trabalho
Com isso, podemos calcular a taxa com que o ar-condicionado remove a energia:
Passo 2
Beleza, agora vamos encontrar a variação da entropia. Ele nos diz que o tempo é de 1 hora, então vamos converter para segundos:
Para calcularmos a variação da entropia, vamos usar a fórmula:
Passo 3
Vamos encontrar a variação fracional no COD. Para isso, vamos usar a equação:
Show, agora vamos calcular a variação:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)