Você tem meia hora antes de seus convidados chegarem e se dá conta de que
esqueceu de comprar gelo para as bebidas. Rapidamente, você despeja 1 L de água a 10°C
nas bandejas de gelo e as coloca no congelador. Você terá gelo quando seus convidados
chegarem? A etiqueta no seu refrigerador diz que o aparelho tem um coeficiente de
desempenho de 5,5 e potência de 550 W. (Estime que apenas 10% da potência do
refrigerador é útil e que 1 L de água tem massa de 1 kg).
Soluções para a tarefa
Sim, haverá gelo quando os convidados chegarem.
Máquinas Refrigeradoras
A quantidade de energia térmica a ser retirada da água equivale ao calor sensível para diminuir sua temperatura em 10°C e ao calor latente necessário para que ela se solidifique.
Para diminuir a temperatura da água e 10 graus Celsius até que chegue na temperatura de fusão-
Q = m.c.ΔT
Q = 1000. 1. 10
Q = 10⁴ Cal
Para congelar a água completamente-
Q = m.L
Q = 1000. 80
Q= 80.000 Cal
Q = 8. 10⁴ Cal
Quantidade total de calor -
Q = 9. 10⁴Cal
Convertendo a unidade para Joules-
Q = 376560 Joules
A Potência útil do refrigerador é de 10% da potência total-
Pu = 10/100. 550
Pu = 55 Watts
A potência útil equivale à razão entre o trabalho realizado e o intervalo de tempo-
P = T/Δt
Também podemos calcular o trabalho realizado pela relação entre o calor absorvido e o coeficiente de desempenho do aparelho refrigerador-
n = Q/T
T = Q/n
Assim,
P = T/Δt
P = Q/n.Δt
55 = 376560/5,5. Δt
Δt = 1244,82 segundos
Δt = 20,74 minutos
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