Question

URGENTE!!
um regrigerador, operando segundo um ciclo de carnot, transfere calor de certa massa de água a 0°C para o ambiente de temperatura igual a 30°C. Apos algum tempo, verifica-se que se formaram 91kg de gelo a 0°C. Considere 1Cal= 4,2J e 1kWh= 3,6.10*6. Determine
a) a qusntidade de calor retirada da agua.
b) a quantidade de calor fornecida ao exterior
c) o trabalho fornecido ao sistema em kWh

Answer 1

A eficiência de uma máquina de Carnot é dada por N = 1-(Tfontefria/Tfontequente)
As temperaturas deverão estar em K
N= 1-(273/303)
N = 0,1 ou seja 10%

a) Q=M.Lf
Q= 91.336000
Q= 30576000J. Ou 8,5kWh

b) a quantidade retirada do gelo é 10% da energia jogada no ambiente.
Então a energia jogada ao ambiente vale 10 vezes a retirada do gelo:
E= 10. 30576000
E= 305760000J ou 85kWh

c) o trabalho realizado pela máquina + energia retirada do gelo = energia cedida ao ambiente
T + Q = E
T + 8,5 = 85
T = 76,5kWh

Ufa!
Abraço

Answer 2

Do refrigerador retirando calor de uma massa de água de 91kg a uma temperatura de 0 ºC até formar-se na mesma temperatura tem-se que:

a) A quantidade de calor retirada da água foi de 30.576.000 J.

b) A quantidade de calor fornecida à fonte quente foi de 33.936.000 J.

c) O trabalho fornecido ao refrigerador foi de 0,93 kWh.

Calor latente

O calor latente é a quantidade de energia (na forma de calor) que deve ser cedida ou retirada de um corpo para que ocorra uma mudança de estado físico. Ele pode ser determinado de acordo com a seguinte expressão:

Q = m . L

Sendo:

• Q a quantidade de calor.
• m a massa do corpo.
• L o calor latente.

Máquinas frigoríficas

As máquinas frigoríficas, ou também conhecidas como bombas de calor, são máquinas térmicas invertidas, ou seja, o trabalho é fornecido para retirar calor de uma fonte fria e cede calor para a fonte quente. Ou ainda pela seguinte expressão:

$W = Q_1 - Q_2$

Sendo:

• W o trabalho fornecido.
• Q1 o calor cedido para a fonte quente.
• Q2 o calor retirado da fonte fria.

Além disso, a eficiência de uma máquina frigorífica é dada por:

$n=\frac{Q_2}{W}=\frac{Q_2}{ Q_1 - Q_2}$

Refrigerador de Carnot

O refrigerador de Carnot é uma máquina frigorífica com a máxima eficiência, nesta máquina pode ser observada a seguinte relação:

$\frac{Q_1}{T_1} =\frac{Q_2}{T_2}$

Sendo:

• T1 a temperatura da fonte quente.
• T2 a temperatura da fonte fria.

De um refrigerador retirando calor de uma massa de água a uma temperatura de 0 ºC e cedendo para o ambiente cuja temperatura é de 30 ºC tem-se:

a) Como afirma-se que a massa de água se transformou em 91 kg de gelo a 0ºC, é necessário utilizar o calor latente para cálculo da quantidade de calor que foi retirado da água, sabendo que o calor latente de fusão do gelo é igual a 80 cal/g:

Q = m . L = 91000 . 80 = 7280000 cal ou  30576000 J

b) Da fórmula da relação de um refrigerador de Carnot, lembrando que o calor retirado da fonte fria foi calculado no item anterior e é de 30.576.000 J :

$\frac{Q_1}{T_1} =\frac{Q_2}{T_2}\\\frac{Q_1}{303} =\frac{30576000}{273}\\Q_1=33.936.000 J$

c) Da fórmula do trabalho de uma máquina frigorífica:

$W=Q_1-Q_2=33936000-30576000\\W=3360000 J = 3,36x10^6J=0,93 kWh$

Saiba mais sobre máquinas frigoríficas em:

https://brainly.com.br/tarefa/24744705

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