FIP-MOC : Energia Mecânica em um Refrigerador

Um refrigerador opera mediante o ciclo indicado na figura. 

Os processos de compressão (d → a) e expansão (b → c) são adiabáticos. A pressão e o volume em cada um dos quatro estados a, b, c e d são dados na tabela a seguir: 

A energia mecânica, em KJ, necessária para operar o refrigerador, em cada ciclo, é: 

A) 940 B) 660 C) 800 D) 750 E) 90 


Gabarito : D) 750

Qual a pergunta?

igorrudolf escreveu:Qual a pergunta?

Consertado

I) a → b : isobárica 

∆E = Q - W   ; W = p.∆V

W = 2300.10³.(-0,061) → W = - 140,3 kJ (trabalho realizado sobre o sistema)
∆E = 1170 - 1970 = - 800 kJ

Q = ∆E + W → Q = -800 - 140,3 → Q = - 940,3 kJ (calor cedido)

II) b → c : adiabática

∆E = Q - W → ∆E = - W

- 170 = - W → W = 170 kJ (trabalho realizado pelo sistema)

III) c → d : isobárica

∆E = Q - W    ;    W = p.∆V

W = 360.10³.0,25 → 90 kJ (trabalho realizado pelo sistema)

∆E = 1660 - 1000 → ∆E = 660 kJ

Q = ∆E + W → Q = 660 + 90 → Q = 750 kJ (calor recebido) 

IV) d → a : adiabática 

∆E = Q - W  → ∆E = - W 
310 = - W 
W = - 310 kJ (trabalho realizado sobre o sistema)

No processo I, parte da energia liberada pelo gás é utilizada na realização de trabalho e parte é liberada para o meio
No processo II, não há troca de calor entre o sistema e o meio. O sistema realiza trabalho com diminuição da sua própria energia interna
No processo III, é necessário o fornecimento de 750 kJ de energia para que o sistema realize trabalho (expansão) e para aumentar a energia interna
No processo IV, não há troca de calor entre o sistema e o meio

Assim, precisamos fornecer 750kJ de energia a cada ciclo para o funcionamento da máquina.