Se um refrigerador “consome”, por ciclo, um trabalho de 100J, entregando 250J para o ambiente exterior, então a energia retirada do ambiente interno (onde se guarda os alimentos etc.), por ciclo, através de calor é de:

A alternativa correta é letra A) 150J.

Gabarito: LETRA A.

Podemos resolver esse problema usando a Primeira Lei da Termodinâmica, que é uma forma de expressar a conservação de energia em um sistema termodinâmico. Matematicamente, essa lei pode ser escrita da seguinte maneira:

Delta U = Q - W

Onde:

- Delta U é a variação da energia interna (positivo, se a temperatura do sistema aumentar, e negativo, se a temperatura do sistema diminuir)

- Q é o calor (positivo, se o sistema absorver calor do meio externo; negativo, se o sistema ceder calor ao meio externo)

- W é o trabalho (positivo, se o sistema se expandir, realizando trabalho sobre o meio externo; negativo, se o sistema se contrair, recebendo trabalho do meio externo)

Entretanto, a variação da energia interna no ciclo de um refrigerador ideal é nula. Isso ocorre porque o refrigerador retorna ao seu estado inicial após cada ciclo de operação. Assim, temos:

Q - W = 0

Q = W

No entanto, o calor adicionado ao sistema é composto pelo calor absorvido (retirado, ou seja, positivo) do ambiente interno e o calor cedido (entregue, ou seja, negativo) para o ambiente externo. Assim, podemos escrever:

Q_{abosrvido} + Q_{cedido} = W

Q_{abosrvido} = W - Q_{cedido}

De acordo com o enunciado, o sistema cede 250J para o ambiente externo. Assim, vamos substituí-lo com sinal negativo, pois a energia está sendo retirada do ambiente interno, o que é o objetivo de um refrigerador para manter o ambiente interno frio. Além disso, se o refrigerador "consome", por ciclo, um trabalho de 100J, significa que o trabalho está sendo realizado sobre ele. Ou seja, o trabalho também será substituído com sinal negativo. Então, podemos escrever:

Q_{absorvido} = -100 - left(-250 right)

Q_{absorvido} = -100 +250

Q_{absorvido} = 150 , J

Portanto, a resposta correta é a alternativa (a).