3- Um refrigerador doméstico remove 1.5   k J do espaço refrigerado utilizando 1   k J de trabalho. Qual é a energia rejeitada no ambiente da cozinha? Qual é o coeficiente de eficácia deste refrigerador?

Passo 1

Colocando aqui o esquema termodinâmico de um refrigerador nós temos:

Então se é retirado 1.5   k J da fonte fria (por isso que ela é fria, pois perde calor) e utiliza-se 1   k J de trabalho ( τ ) para isso então a fonte quente que é o ambiente terá:

Q A = 1.5 + 1 = 2.5   k J

E esse calor fica na região boa para se aquecer roupa na casa do brasileiro de bem (mas não faça isso com frequência ok? Você estará desgastando o motor do refrigerador) que é aquela região atrás da geladeira.

Passo 2

A eficiência no refrigerador (ou coeficiente de eficácia) é o contrário da eficiência em um aquecedor e será dado por:

β = Q F r i a W = 1.5 1 = 1.5   k J

Pois aqui diferente da máquina térmica convencional onde uma parcela da fonte quente é convertida em trabalho e entregando uma fonte fria, aqui o ambiente realiza trabalho.

Então a eficácia é o quanto de energia fria está sendo retirada em relação ao trabalho do ambiente (que é o gasto de energia do motor)

Resposta

Q A = 2.5   k J

β = 1.5   k J

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