O motor de um refrigerador tem uma potência de 200 W . Se o compartimento do congelador está a 270 K e o ar externo está a 300 K , e supondo que o refrigerador tem a mesma eficiência que um refrigerador de Carnot, qual é a quantidade máxima de energia que pode ser extraída na forma de calor do compartimento do congelador em 10 m i n ?

Passo 1

Show de bolinhas pessola, sabemos que a definição do coeficiente de rendimento é expresso aravés da seguinte equação:

K = Q F W

K = T F T Q - T F

Logo:

Q F W = T F T Q - T F

Isolando o calor Q F , obtemos que:

Q F = W .   T F T Q - T F

Belezinha, vamos guardar essa relação com carinho

Passo 2

Agora, também sabemos que a energia que pode ser extraída na forma de calor do congelador, Q F , e o trabalho W podem ser relacionado com a potência P através da equação:

W = P . Δ t

Assim a relação obtida no passo 1 fica desse jeito:

Q F = W .   T F T Q - T F

Q F = ( P . Δ t ) T F T Q - T F

Passo 3

Dessa maneira, para um intervalo de tempo:

Δ t = 10   min = 600   s

A energia máxima que pode ser extraída é:

Q F = P . Δ t T F T Q - T F

Q F = 200.600 . 270 300 - 270

Q F = 1080000

Logo:

Q F = 1,08 × 10 6   J

Resposta

Q F = 1,08 × 10 6   J

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