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Refrigeradores

Física EM Calor Elétrica Energia

Um freezer possui um coeficiente de desempenho igual a 2,2. O freezer deve  converter 1,9 kg de água a 25∘ em 1,9 kg de gelo a −5∘C em uma hora. O calor latente de fusão da água é igual a 334×10^3J/kg, o calor específico do gelo é 2100  J/(kg. K) e o calor específico da água é 4190 J/(kg. K).

Qual é a energia elétrica, em kJ, consumida pelo freezer durante uma hora?

 

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Matheus perguntou há 2 semanas

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Professora Aline S.
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Respondeu há 2 semanas

Precisamos da equação de calorimetria tanto para o gelo quanto para a água e precisaremos da equação de calor latente de congelamento da água
a: água
c: congelamento
g: gelo

Não conseguir escrever, mas o T seria o delta T.







Agora, vamos utilizar a equação de desempenho do refrigerador para calcularmos o trabalho que ele precisa operar:


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Professor Angelo F.
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Respondeu há 2 semanas

Bom dia Matheus. Aí vai:

Dados:    
COP= Qfrio / Wcompressor 2,2  
Massa de água 1,9 kg
Calor específico da água 4190 J/kg.K
Calor sensível da água
25C-->0C (Q1)		 199025 J
Calor Latente de Fusão a 0°C  334000 J/kg
Calor de fusão da água(Q2) 634600 J
Calor específico do gêlo 2100 J/kg.K
Calor sensível do gêlo
25C-->0C (Q3)		 19950 J
     
Cálculos:    
Calor total a ser removido
Q=Q1+Q2+Q3		 853575 J
Trabalho do compressor
= Q/COP=Q/2,2		 387988,64 J
1 kJ = 1000 Joule 387,99 kJ
Consumo de energia elétrica
= kJ.h/h		 387,99 kJ
     
Delta K = Delta °C    

Sucesso!!!!!!

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Professora Ana F.
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Respondeu há 2 semanas
Um freezer possui um coeficiente de desempenho igual a 2,2. O freezer deve converter 1,9 kg de água a 25? em 1,9 kg de gelo a ?5?C em uma hora. O calor latente de fusão da água é igual a 334×10^3J/kg, o calor específico do gelo é 2100 J/(kg. K) e o calor específico da água é 4190 J/(kg. K). Precisamos de 4 etapas para resolver essa questão: primeiro, pegar a água a 25°C e resfriar até 0°C, depois congelar essa água, depois resfriar esse gelo até -5°C, e por último fazer o cálculo da eficiência. (vou usar T como variação de temperatura) 1) Esfriando a água, usaremos o calor específico da água. Q=m.c.T Q=1,9.4190.(0-25) Q=1,9.4190.(-25) Q= -199025 J 2) Para passar de líquido para sólido, usaremos o calor latente de fusão da água/gelo. Q= -m.L Q= -1,9.334000 Q= -634600 J 3) Para esfriar o gelo, usaremos o calor específico do gelo. Q=m.c.T Q=1,9.2100.(-5-0) Q=1,9.2100.(-5) Q= -19950 J 4) Antes de calcularmos a eficiência, vamos somar os valores das 3 etapas e temos o calor total necessário: Q = -853575 J A eficiência é 2,2 então basta dividir: Q/n = -853575/2,2 E temos 387988 J como resposta final, ou 388 kJ

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Professor Diego L.
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Respondeu há 6 dias
Para determinar a energia elétrica consumida pelo freezer durante uma hora, podemos usar a relação entre o calor fornecido (Q) e o trabalho realizado (W) pelo freezer, juntamente com o coeficiente de desempenho (COP). O COP é dado por: \[ COP = \frac{Q}{W} \] onde Q é a energia térmica absorvida pela água para se transformar em gelo e W é a energia elétrica consumida pelo freezer. Sabemos que a energia térmica necessária para transformar a água em gelo é dada por: \[ Q = m \cdot L_f \] onde: - \( m = 1,9 \) kg é a massa da água, - \( L_f = 334 \times 10^3 \) J/kg é o calor latente de fusão da água. Substituindo os valores: \[ Q = 1,9 \times 334 \times 10^3 \] \[ Q = 628,6 \times 10^3 \text{ J} \] Além disso, o trabalho realizado pelo freezer é dado por: \[ W = COP \times Q \] Substituindo o valor de COP = 2,2: \[ W = 2,2 \times 628,6 \times 10^3 \] \[ W = 1,38292 \times 10^6 \text{ J} \] Convertendo para kJ (1 kJ = 1000 J): \[ W = 1,38292 \times 10^6 \text{ J} \times \frac{1}{1000} \] \[ W = 1382,92 \text{ kJ} \] Portanto, o consumo de energia elétrica pelo freezer durante uma hora é de 1382,92 kJ.

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