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
- que o calor seja transferido de regiões frias para regiões quentes de forma contínua por meio de um bom isolante térmico presente no sistema.
- que máquinas térmicas convertam calor integralmente em trabalho desde que operem com fluidos ideais em regime cíclico.
- fornecer energia externa ao sistema para a realizar trabalho e consequentemente a troca de calor.
- a redução espontânea da entropia de um sistema fechado para permitir a extração de calor de corpos mais frios.
- 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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