— Se o condensador libera mais energia do que o compressor recebe da rede, haverá erro no medidor — afirmou um…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
— Se o condensador libera mais energia do que o compressor recebe da rede, haverá erro no medidor — afirmou um comerciante ao acompanhar a manutenção de sua câmara frigorífica. Durante 3600 s de funcionamento, o medidor registrou consumo elétrico de 3,0 kWh. Adote 1 kWh = 3,6x10^6 J, resultando em W = 1,08x10^7 J. Sensores térmicos estimaram que o equipamento retirou da câmara, mantida a 277 K, uma quantidade Q_c = 2,70x10^7 J de energia na forma de calor. No mesmo intervalo, a medição no condensador indicou liberação de Q_h = 3,78x10^7 J para o ambiente. Para o ciclo do refrigerador, considera-se a relação Q_h = Q_c + W. Avalie, com base nas medições e na conservação da energia no ciclo de refrigeração, a interpretação mais adequada para o funcionamento do equipamento.
- A) Os dados são consistentes, pois 2,70x10^7 J + 1,08x10^7 J resulta em 3,78x10^7 J.
- B) Os dados são inconsistentes, pois a conservação exige que Q_h e Q_c tenham o mesmo valor.
- C) Os dados são inconsistentes, pois o condensador não pode liberar mais energia que o medidor registra.
- D) Os dados são inconsistentes, pois o calor retirado deveria ser subtraído da energia elétrica.
- E) Os dados são inconsistentes, pois a energia liberada deveria ser igual à energia elétrica consumida.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Convertendo a energia elétrica consumida: W = 3,0 kWh x 3,6x10^6 J/kWh = 1,08x10^7 J, como indicado no enunciado. Passo 2: Pela relação do ciclo de refrigeração, Q_h = Q_c + W. Passo 3: Substituindo os valores medidos, Q_c + W = 2,70x10^7 J + 1,08x10^7 J = 3,78x10^7 J, que é exatamente o Q_h medido no condensador. Passo 4: Logo, a conservação da energia está satisfeita e os dados são consistentes, o que torna a alternativa A correta. Passo 5: A alternativa B está errada, pois a conservação não exige Q_h = Q_c; o trabalho elétrico W precisa ser somado. Passo 6: A alternativa C está errada, pois o condensador libera o calor retirado da câmara somado à energia elétrica, e não está limitado pelo valor registrado pelo medidor. Passo 7: A alternativa D está errada, pois o calor retirado da câmara é somado ao trabalho elétrico, e não subtraído dele. Passo 8: A alternativa E está errada, pois a energia liberada no condensador é a soma de Q_c e W, e não apenas W. Passo 9: Conclusão: o comerciante estava enganado, pois não há erro no medidor; as medições são compatíveis com a primeira lei da termodinâmica aplicada ao ciclo.
💡 Dica: Calcule a energia total e compare com a conservação da energia no ciclo.
Alternativa por alternativa
A energia elétrica fornecida ao compressor soma-se ao calor retirado da câmara, resultando no calor liberado pelo condensador.
Acredita que, por conservação, o calor liberado e o calor retirado devem ser iguais, ignorando a energia elétrica fornecida ao compressor.
Supõe que a energia térmica liberada não pode ultrapassar a energia registrada pelo medidor, confundindo energia elétrica com calor total trocado pelo condensador.
Inverte a relação do ciclo e acha que o calor retirado da câmara deve ser subtraído do trabalho elétrico, quando na verdade ele se soma a ele.
Imagina que a energia liberada no condensador deveria ser apenas igual à energia elétrica consumida, esquecendo que o condensador também libera o calor extraído da câmara.
Raio-X da questão
conservação de energia em ciclo frigorífico
avaliacao
primeira lei da termodinâmica · energia térmica e trabalho
estude a primeira lei da termodinâmica aplicada a ciclos de refrigeração
confundir energia liberada pelo condensador com energia recebida pelo compressor, ignorando a conservação da energia.
pensamento_critico
cotidiano
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