Numa fábrica de sorvete deve-se manter a câmara fria a uma temperatura de -20°C. Para isso é necessário remover 200 kJ de calor por segundo da câmara. Sabendo que a fábrica dispõe de uma máquina térmica, que recebe 100 kJ de calor por segundo da fonte quente e possui eficiência de 80%, para fornecer energia à câmara fria. Qual a eficiência mínima da câmara fria para que essa operação possa ser realizada?
Passo 1
Vamos lembrar das eficiências do ciclo refrigerador e da máquina térmica, respectivamente:
Se temos de remover 200 kJ da câmara fria, então esse é o nosso do refrigerador. Como um manda trabalho para o outro, ambos são iguais. Por fim, o da máquina é o quanto de calor entra nessa máquina, sendo igual a 100 kJ, com eficiência de 80%.
Passo 2
Agora perceba que, com a equação da eficiência da máquina térmica, é possível achar o trabalho gerado.
Passo 3
Agora aplicamos esse trabalho achado no passo 2 na equação da eficiência do refrigerador.