Em um refrigerador, a razão entre o calor retirado dos mantimentos em seu interior e a potência elétrica consumida pelo compressor (motor do refrigerador) denomina-se coeficiente de desempenho (CD). Suponha um refrigerador ideal trabalhando entre uma fonte fria (seu interior) a uma temperatura de 7ºC e uma fonte quente (meio ambiente) a uma temperatura de 47ºC. Se a quantidade de calor que deve ser retirada de seu interior é de 14kW, assinale a alternativa que apresenta a menor potência elétrica possível consumida pelo refrigerador ideal.

Resposta: A alternativa correta é a letra E) 2,0 kW.

Para entendermos porque essa é a alternativa correta, precisamos entender como funciona o coeficiente de desempenho (CD) de um refrigerador. O CD é a razão entre o calor retirado dos mantimentos em seu interior e a potência elétrica consumida pelo compressor (motor do refrigerador). Quanto maior for o CD, mais eficiente é o refrigerador.

No caso do refrigerador ideal trabalhando entre uma fonte fria (seu interior) a 7°C e uma fonte quente (meio ambiente) a 47°C, precisamos calcular o CD para encontrar a menor potência elétrica possível consumida pelo refrigerador.

Para calcular o CD, usamos a fórmula: CD = Q_c / W, onde Q_c é o calor retirado do interior do refrigerador (14 kW) e W é a potência elétrica consumida pelo compressor.

Como queremos encontrar a menor potência elétrica possível, precisamos encontrar o maior CD possível. Isso ocorre quando o refrigerador trabalha de forma ideal, sem perdas de calor ou energia.

Para um refrigerador ideal, o CD é dado pela fórmula: CD = T_c / (T_h - T_c), onde T_c é a temperatura da fonte fria (7°C) e T_h é a temperatura da fonte quente (47°C).

Substituindo os valores, obtemos: CD = 7°C / (47°C - 7°C) = 7°C / 40°C = 0,175.

Agora, para encontrar a potência elétrica consumida pelo compressor, podemos rearranjar a fórmula do CD: W = Q_c / CD.

Substituindo os valores, obtemos: W = 14 kW / 0,175 = 2,0 kW.

Portanto, a alternativa correta é a letra E) 2,0 kW, que é a menor potência elétrica possível consumida pelo refrigerador ideal.