Questão 39 do ENEM 2009 comentada
Entenda o sentido do fluxo de calor e o papel do trabalho no ciclo de uma geladeira.
A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos períodos. A figura apresentada ilustra o processo cíclico de funcionamento de uma geladeira, em que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira.
Disponível em: http://home.howstuffworks.com. Acesso em: 19 out. 2008 (adaptado).
Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira,
- AA expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte interna da geladeira.
- BO calor flui de forma não-espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da geladeira.
- CA quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira.
- DA eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for o seu compartimento interno.
- EA energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu consumo de energia.
Tente resolver antes de abrir. Errar aqui é de graça.
Ver a resposta e a resolução
O que a questão cobra
A questão cobra a aplicação da segunda lei da Termodinâmica ao funcionamento de uma geladeira. Você precisa reconhecer o sentido do fluxo de calor e o papel do compressor.
Resolução
A geladeira retira calor de seu interior e o transfere para o ambiente externo. Como o calor não passa espontaneamente de uma região mais fria para outra mais quente, esse processo exige trabalho, realizado pelo compressor.
É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte interna
A figura localiza o compressor na parte externa e a expansão na parte interna, mostrando as etapas do ciclo que permitem essa transferência. Assim, o calor vai do interior frio para o exterior mais quente de forma não espontânea. Isso corresponde à alternativa B.
A energia elétrica usada no ciclo também precisa ser considerada no balanço: o calor liberado no ambiente externo inclui o calor retirado de dentro da geladeira e o trabalho recebido pelo sistema.
Calor liberado para o exterior = calor retirado do interior + trabalho realizado sobre o sistema.
Por isso, o calor rejeitado não é igual apenas ao calor retirado. Manter o compartimento interno bem isolado também reduz a entrada de calor e facilita o funcionamento do aparelho.
Alternativa por alternativa
- A
A expansão não cede energia para resfriar o interior: o gás absorve calor de dentro da geladeira. Portanto, a afirmação não descreve a transferência de energia.
- B
Correta. O calor é transferido do interior frio para o ambiente externo mais quente, contra o sentido espontâneo, com a ajuda do trabalho realizado pelo compressor.
- C
O calor liberado ao ambiente externo inclui também o trabalho recebido pelo sistema, então não é igual apenas ao calor retirado do interior.
- D
Um isolamento térmico melhor reduz a entrada de calor do ambiente e favorece o funcionamento da geladeira.
- E
Abrir a porta não devolve ao interior o calor retirado; o aparelho recebe calor do ambiente e precisa trabalhar mais para removê-lo.
Para lembrarO calor não flui espontaneamente do frio para o quente; uma geladeira realiza essa transferência com a ajuda de trabalho externo.
Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.
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