Uma geladeira retira Qc = 1,20×10^3 J do compartimento frio por ciclo e consome trabalho W = 3,00×10^2 J. (a)…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma geladeira retira Qc = 1,20×10^3 J do compartimento frio por ciclo e consome trabalho W = 3,00×10^2 J. (a) calcule o coeficiente de desempenho COP = Qc/W; (b) determine o calor Qh liberado ao ambiente e verifique a 1ª lei Qh = Qc + W.
- A) COP = 4,5; Qh = 1200 J.
- B) COP = 1,0; Qh = 900 J; Qc = 800 J.
- C) COP = 5,0; Qh = 1800 J.
- D) COP = 1200/300 = 4,0; Qh = Qc + W = 1200 + 300 = 1500 J.
- E) COP = 2,0; Qh = 1500 J; Qc = 1200 J.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Qc = 1,20×10^3 J (calor retirado do compartimento frio) e W = 3,00×10^2 J (trabalho consumido). Passo 2: Calcule o coeficiente de desempenho, COP = Qc/W = 1200/300 = 4,0. Passo 3: Calcule o calor liberado ao ambiente pela 1ª lei aplicada ao ciclo da geladeira, Qh = Qc + W = 1200 + 300 = 1500 J. Passo 4: Verifique a consistência: 1200 + 300 = 1500, que confirma a 1ª lei. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A: o COP 4,5 não corresponde a 1200/300 e Qh = 1200 J ignora o trabalho, que deve ser somado ao calor retirado. B: Qh = 900 J resulta de subtrair o trabalho (1200 - 300), o que contraria a 1ª lei, e Qc = 800 J não aparece nos dados. C: COP = 5,0 não é o valor de 1200/300, e Qh = 1800 J soma o trabalho duas vezes. E: Qh = 1500 J e Qc = 1200 J estão corretos, mas o COP 2,0 não corresponde a Qc/W, que é 4,0. Resposta: COP = 4,0 e Qh = 1500 J, alternativa D. O gabarito oficial está correto.
💡 Dica: Calcule o COP e depois o calor Qh usando a 1ª lei da termodinâmica.
Alternativa por alternativa
Supõe que o calor liberado ao ambiente é igual ao calor retirado do interior (Qh = Qc) e não soma o trabalho. Além disso, o valor de COP 4,5 não corresponde à razão 1200/300.
Subtrai o trabalho do calor retirado (1200 - 300 = 900), trocando o sinal da 1ª lei. O valor Qc = 800 J não tem origem nos dados do enunciado.
Calcula o COP com um valor errado (5,0 em vez de 4,0), possivelmente dividindo Qh por W. Depois soma o trabalho duas vezes ao calcular Qh (1200 + 300 + 300 = 1800).
Por que engana: Confundir a relação entre Qc e W, calculando incorretamente o COP ou o calor Qh.
COP = Qc/W = 1,20×10^3 J / 3,00×10^2 J = 4,0. Pela 1ª lei energia: Qh = Qc + W = 1200 J + 300 J = 1500 J.
Acerta Qh = 1500 J e Qc = 1200 J, mas não entende a definição de COP como Qc/W e obtém 2,0 por um cálculo incorreto, possivelmente dividindo por 600.
Raio-X da questão
coeficiente de desempenho
avaliacao
coeficiente de desempenho · primeira lei da termodinâmica
Revisar a 1ª lei da termodinâmica e o cálculo do COP.
Confundir a relação entre Qc e W, calculando incorretamente o COP ou o calor Qh.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Uma geladeira retira Qc = 1,50×10^3 J de calor do interior por ciclo e consome trabalho W = 350 J por ciclo. São…
- Um refrigerador doméstico retira Q_L = 3,60×10^5 J de calor do compartimento por ciclo e consome potência média P_in =…
- Uma unidade móvel de vacinação precisa retirar 16 MJ de calor de um compartimento refrigerado durante uma rota. A equipe…
- Uma geladeira retira 9,0 kJ de calor do interior em cada ciclo e consome 3,0 kJ de energia elétrica no compressor. Qual…
- Um sistema de bomba de calor fornece calor à residência na taxa Q?h = 3,60×10^3 J/s (3,60 kW) consumindo potência…
- Dois refrigeradores mantêm Tc = 5 °C; ambos removem Qc = 1,2 kJ/s (1200 W) do interior. Refrigerador A tem COP = 2 e B…
Todas as questões de Leis da Termodinâmica e Máquinas Térmicas
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog