Uma geladeira possui um coeficiente de performance igual a 2,40. Ela deve resfriar 1,80 kg de água a 25,0°C até a temperatura de 0°C, em uma hora. a) Qual é a quantidade de calor que deve ser removida da água? b) Qual é a quantidade de calor desperdiçado, rejeitado para a sala na qual a geladeira está localizada?
Soluções para a tarefa
Resposta:
a)1,89 x 105 J de calor devem ser removidos da água.
b)O calor rejeitado para a sala é |QQ| = 2,68 x 105 J
Explicação:
a) A quantidade de calor a ser retirada é a necessária para resfriar a água de 25 oC até 0 oC e pode ser determinada pela relação da calorimetria:
Q = m.c.ΔT
onde:
Massa da água é m = 1,80 kg,
Calor específico da água é c = 41 90 J/kg.K
Variação de temperatura ΔT = (0 – 25) oC = – 25 oC
Substituindo os valores encontramos:
Q = m.c.ΔT = 1,8 kg x 4190 J/kg.K x (-25 oC) = Q = - 1,89 x 105 J (calor retirado, logo é negativo).
Resposta: 1,89 x 105 J de calor devem ser removidos da água.
b) Para d escobrir a quantidade d e calor rejeitada para a sala (fonte quente) primeiro determinamos o trabalho realizado p elo refrigerador a partir da definição do coeficient e de performance do refrigerador dada por:
Kp = |QF|/W
Isolando o trabalho W encontramos:
W = |QF|/ Kp = 1,89 x 105 J / 2,40
W = 7,88 x 104 J
Agora podemos determinar o calor rejeitado para a sala através da relação:
|QQ| = |QF| + |W| = 1,89 x 105 J + 7,88 x 104 J
|QQ| = 2,68 x 105 J
Resposta: O calor rejeitado para a sala é |QQ| = 2,68 x 105 J