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Questão FC714480

Durante o estudo de ciclos térmicos, entende-se que refrigeradores e condicionadores de ar são dispositivos que realizam a transferência de calor de um corpo mais frio para um mais

Termologia

VUNESP · 2025

Durante o estudo de ciclos térmicos, entende-se que refrigeradores e condicionadores de ar são dispositivos que realizam a transferência de calor de um corpo mais frio para um mais quente. De acordo com as Leis da Termodinâmica para que essa transferência ocorra, é necessário

  1. que o calor seja transferido de regiões frias para regiões quentes de forma contínua por meio de um bom isolante térmico presente no sistema.
  2. que máquinas térmicas convertam calor integralmente em trabalho desde que operem com fluidos ideais em regime cíclico.
  3. fornecer energia externa ao sistema para a realizar trabalho e consequentemente a troca de calor.
  4. a redução espontânea da entropia de um sistema fechado para permitir a extração de calor de corpos mais frios.
  5. que a eficiência de um refrigerador aumente com o aumento da diferença de temperatura entre as regiões de operação.
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Gabarito

Certo

Comentário do professor

Energia externa é necessária porque o calor não flui espontaneamente do mais frio para o mais quente segundo a Segunda Lei da Termodinâmica (enunciado de Clausius). Para que um refrigerador ou ar-condicionado remova calor de um ambiente frio e o repasse para outro mais quente é preciso compensar essa não espontaneidade com trabalho.

Na prática, um dispositivo recebe energia elétrica que é convertida em trabalho realizado, por exemplo, pelo compressor. Esse trabalho possibilita o bombeamento de calor contra o gradiente térmico.

Pela Primeira Lei, conservação de energia, vale \(Q_h = Q_c + W\), onde \(Q_c\) é o calor retirado do espaço frio, \(W\) o trabalho fornecido e \(Q_h\) o calor rejeitado ao ambiente quente.

O desempenho é medido pelo coeficiente de desempenho (COP), \(COP_{ref} = Q_c/W\). Quanto maior o trabalho aplicado de forma eficiente, maior o calor transferido do frio para o quente.

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