O motor elétrico de uma bomba térmica transfere energia na forma de calor do exterior, que está a - 5 ° C , para uma sala que está a 17 ° C . Se a bomba térmica fosse uma bomba térmica de Carnot (uma máquina de Carnot operando no sentido inverso), que energia seria transferida na forma de calor para a sala a cada joule de energia elétrica consumida?

Passo 1

O calor transferido para o reservatório a alta temperatura é Q Q e o trabalho W realizado é a energia paga para realizar esse processo. Sendo assim o que queremos é a taxa Q Q / W .

Passo 2

Vamos primeiro determinar o rendimento dessa máquina:

K = T F T Q - T F = 268 290 - 268 = 12,18

Passo 3

Sabemos também que Q F = K . W e que K = Q F Q Q - Q F

Assim, combinando as duas relações temos:

K = K . W Q Q - K . W

Q Q - K . W = K W K

E dividindo os dois lados por W temos:

Q Q W - K = K W K W = 1

Q Q W = 1 + K = 1 + 12,18 = 13,18

Resposta

13,18 J

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