um refrigerante que opera sob o ciclo de carnot tem potencia de196 w e devolve 1400j de calor ao exterior a cada segundo. Em um dia de verao, em que a temperatura ambiente é de 27c, a minima temperatura que se pode obter no inferior do refrigerante é de
-20
-15
-10
0
2
Soluções para a tarefa
Resposta: - 15 °C
Explicação:
O ciclo de Carnot tem potência de 196W, isto é, realiza trabalho (T) de 196 J a cada 1 segundo:
196 W = 196 J/s
Assim, a cada segundo temos T = 196 J
O refrigerador do problema tem a capacidade de devolver ao reservatório quente (ambiente) a seguinte quantidade de calor Qq = 1400 J. Assim, da relação do refrigerador de Carnot:
Qq = T + Qf ⇒ 1400 = 196 + Qf
Qf = 1204 J
Para o refrigerador de Carnot vale a seguinte relação entre quantidade de calor e temperatura absoluta (em Kelvin):
Qq / Tq = Qf / Tf
Assim (considerando 27 °C = 300 K):
1400 / 300 = 1204 / Tf ⇒ Tf = 258 K
Convertendo para °C, temos 258 - 273 = - 15 °C
A mínima temperatura que se pode obter no interior do refrigerante será de: -15ºC.
Como funciona a termodinâmica?
A termodinâmica é a vertente da física que acaba estudando e desenvolvendo todas as causas e efeitos quando o assunto é temperatura (voltada para a pressão e para o volume) em sistemas de viés termodinâmicos.
E o ciclo de Carnot se baseia em uma máquina ideal que utiliza apenas processos reversíveis em seu ciclo de operação, logo, acaba sendo a máquina térmica que opera de forma mais eficiente entre um reservatório de alta temperatura e um reservatório de baixa temperatura. Portanto, o nosso ciclo de Carnot:
- Terá potência de 196W, logo, 196 J/s.
Quando aplicamos a relação existente do refrigerador de Carnot, encontraremos:
- Qq = T + Qf
1400 = 196 + Qf
Qf = 1204 J
E com isso encontraremos a relação entre a quantidade de calor e a temperatura absoluta, ambas em Kelvin:
- Qq / Tq = Qf / Tf
1400 / 300 = 1204 / Tf
Tf = 258 K
Finalizando com a conversão:
258 - 273 = - 15 °C
Para saber mais sobre Termodinâmica:
https://brainly.com.br/tarefa/42030696
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