Exercícios Resolvidos de Reversibilidade e irreversibilidade

Enunciado

Um refrigerador utilizado para resfriar uma sala recebe 0,3 kW de potência e deve manter a sala a uma temperatura de 20°C. Sabendo que a taxa de transferência de calor entre a sala e o ambiente externo é de 2,5 kW. Qual a máxima temperatura que o ambiente externo pode estar de forma a sala manter a temperatura de 20°C?

Passo 1

O problema pede a temperatura do meio externo, ou seja, . Como o problema forneceu a potência e a taxa de calor absorvido pela sala, que deve ser igual à taxa de calor cedido pela sala ao refrigerador , podemos achar facilmente o .

Com , e fica fácil achar considerando esse ciclo reversível. Pois podemos utilizar a relação entre temperatura absoluta e calor.

Passo 2

Então vamos calcular , que, pela primeira lei da termodinâmica, pode ser calculado como:

Passo 3

Agora basta utilizar a relação:

Como queremos o resultado em Celsius:

Resposta

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