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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 20.Exercício - Ex. 11

Uma unidade de condicionador de ar em uma janela absorve 9,80 × 10 4   J de calor por minuto de uma sala que está sendo resfriada e, no mesmo intervalo de tempo, despeja 1,44 × 10 4   J de calor no ar externo. a) Qual é o consumo de potência nessa unidade em watts? b) Qual é a eficiência energética dessa unidade?

Passo 1

a) O trabalho será a diferença entre o calor absorvido e o calor liberado pelo refrigerador:

W = | Q C | - | Q H |

Substituindo os valores dados pelo enunciado:

W = 9,80 × 10 4   J - 1,44 × 10 5   J

W = - 4,60 × 10 4   J

O sinal negativo se deve ao fato de que realizam trabalho sobre o refrigerador

Usando a equação de potência, podemos considerar o modulo do trabalho que calculamos antes, para ter a potência positiva:

P = | W | t

Como os valores são dados em minutos, precisamos substituir t = 60   s , a potencia então é:

P = 4,60 × 10 4   J 60   s

P = 767   W

Passo 2

b) A eficiência energética é dada por:

E E R = 3,413 K

Sendo K o coeficiente de desempenho.

Vamos calcular ele para podermos achar a eficiência, a equação de desempenho é:

K = Q C W

K = 9,80 × 10 4   J 4,60 × 10 4   J

K = 2,13

Substituindo na equação de antes:

E E R = 3,413 2,13

E E R = 7,27

Resposta

a   P = 767   W

b   E E R = 7,27

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