Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 58
58 Calcule o trabalho necessário para obter 250 g de gelo a partir de água líquida a 10 °C. Admita que seu refrigerador opera segundo um ciclo de Carnot, é acionado por um motor com potência de 750 W e trabalha entre reservatórios térmicos que apresentam temperatura iguais a -8°C e 35°C. Considerando que a única carga térmica é a devido a água no congelador do refrigerador, calcule o tempo necessário para completar a operação de resfriamento.
Passo 1
Eaiii... vamos lá??
Nessa questão vamos usar a equação da energia:
E como temos um processo a pressão constante, então usamos a equação pra calcular o trabalho:
E também vamos precisar lembrar que:
Como o refrigerador opera segundo o Ciclo de Carnot, então usamo a equação:
E também:
Passo 2
No estado 1 temos água líquida, então podemos usar o valor de líquido saturado a 10°C, pegando na tabela B.1.1:
E no estado 2 temos água no estado sólido, e o gelo se forma em zero graus, né... então pegamos na tabela B.1.5:
Usando a equação da energia:
Passo 3
Usando a equação:
Calculando trabalho:
Como :
Então:
E como trabalho é potencia vezes o tempo: