UEMA(2015)

Eis o funcionamento de uma máquina frigorífica:
Em uma máquina frigorífica, em cada ciclo da substância trabalhante, é retirada uma quantidade de calor “Q2” da fonte fria (o congelador em uma geladeira) que, juntamente com o trabalho externo “
” (trabalho do compressor nas geladeiras), é rejeitado para a fonte quente (ar atmosférico), na forma de quantidade de calor “Q1”.

a) Analise que tipo de conversão ocorre numa máquina frigorífica.

b) Justifique qual a lei natural que sustenta o funcionamento da mesma.

c) Demonstre, considerando as informações fornecidas no comando da questão, qual a expressão que calcula a eficiência “e” de uma máquina frigorífica.

d) Se Q2 =200 J e
=400 J, quanto vale a eficiência da mesma?

a) O refrigerador é uma máquina que, operando entre duas fontes, uma quente e uma fria, retira calor da fonte fria e o entrega à fonte quente. É claro que esse processo não é espontâneo; logo, para efetuá-lo, a máquina térmica precisa receber trabalho. Sendo assim:

                        W
Qf     ---->  Máq.(térmi.) ---->  Qq

Qq = W + Qf

c) A eficiência de um refrigerador é entendida como a fração de calor Qf retirada da fonte fria por trabalho cedido ao refrigerador:

e = Qf/W = Qf/(Qq + Qf) = 1/[(Qq/Qf) - 1]

Obs.: Diferente do rendimento a eficiência não pode ser expressa em porcentagem.

Um abraço.