Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 3.Aplicações - Ex. 44

O cálculo do trabalho necessário para baixar a temperatura de um corpo é complicado, pelo fato de o coeficiente de desempenho mudar com a temperatura do corpo. (a) Obtenha uma expressão para o trabalho necessário para resfriar um corpo de T, a T, quando o refrigerador está num local à temperatura Th. Sugestão: escreva dw = dq/c(T), relacione dq a dT pela capacidade calorífica Cp, e integre a expressão resultante. Admita ser a capacidade calorífica independente da temperatura na faixa de interesse. (b) Use o resultado da parte (a) para calcular o trabalho necessário para congelar 250 g de água colocada num refrigerador a 293 K. Quanto tempo levará esse processo. se o refrigerador operar com uma potência de 100 W?

Passo 1

E aí gente, vamos destrinchar essa questão?

Para a parte (a) da questão vamos obter uma expressão para o trabalho necessário para resfriar um corpo de T, a T, quando o refrigerador está num local à temperatura Th. Fazemos isso da seguinte forma:

Integrando nós vamos obter:

Passo 2

Na parte (b) da questão vamos usar o resultado da parte (a) para calcular o trabalho necessário para congelar 250 g de água colocada num refrigerador a 293 K. Faremos essa parte da seguinte forma:

Passo 3

Por fim, vamos obter o trabalho somando os dois trabalhos calculados anteriormente:

Passo 4

Para calcularmos o tempo do processo faremos:

Resposta

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