As mesmas expressões utilizadas no tratamento dos refrigeradores se aplicam ao comportamento das bombas de calor. Neste caso, o calor é obtido da parte traseira do refrigerador, enquanto a parte dianteira é usada para resfriar o ambiente externo. As bombas de calor são dispositivos de aquecimento doméstico muito eficientes, o que pode ser comprovado pelo cálculo a seguir. Compare o calor liberado em uma sala a 295 K por cada um dos dois métodos: (a) conversão direta de 1,00 kJ de energia elétrica num aquecedor elétrico e (b) uso de 1,00 kJ de energia elétrica para fazer funcionar uma bomba de calor com o ambiente fora da sala a 260 K. Discuta a origem da diferença do calor liberado para o interior da sala pelos dois métodos.

Passo 1

Oi pessoal, vamos matar essa questão?

No caso (a), o aquecedor elétrico converte 1,00 kJ de energia elétrica em calor, fornecendo 1,00 kJ de energia como calor para o ambiente. (A Segunda Lei não impõe nenhuma restrição à conversão completa de trabalhar para aquecer, apenas no processo reverso.)

Passo 2

No caso (b), queremos encontrar o calor depositado na sala | qh |:

q h = | q c | + | w |

q c = ( 1   K J ) ( 260   K ) 295 - 260 K

q c = 7,4   K J

Logo:

q h = q c + w = 8,4   K J

Passo 3

A maior parte das térmicas a energia que a bomba de calor deposita na divisão vem do exterior. Por mais difícil que seja acreditar em um resfriado dia de inverno, a intensidade da energia térmica (ou seja, a temperatura absoluta) ao ar livre é um substancial fração disso dentro de casa. O trabalho colocado na bomba de calor não é simplesmente convertido em calor, mas é "aproveitado" para transferir calor adicional do exterior.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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