Instrução: Para a resolução desta prova, considere as constantes físicas que aparece na questão com seus valores aproximados no Sistema Internacional de Unidades, conforme apresentado abaixo.
e - carga elementar: 1,6 x 10-19 C;
c - velocidade da luz no vácuo: 3,0 x 108 m/s;
g - módulo da aceleração da gravidade: 10 m/s2;
G - constante gravitacional: 6,67 x 10-11 m3/(s kg);
R - constante universal dos gases: 8,31 J/(mol K);
kB - constante de Boltzmann: 1,38 x 10-23 J/K;
ε0 - permissividade elétrica do vácuo: 8,85 x 10-12 F/m;
h - constante de Planck: 6,63 x 10-34 J.s;
ℏ= h/(2!$ \pi !$).
Operador diferencial vetorial:
A temperatura no interior de uma câmara frigorífica é mantida em 250 K (-23ºC), enquanto a temperatura exterior é de 300 K (27ºC). Sabe-se que a capacidade calorífica do conteúdo da câmara é de 1 MJ/K. Foi realizado um experimento, no qual verificou-se que, se o sistema de refrigeração for desligado, a temperatura do conteúdo aumenta 0,12 K a cada minuto, nos primeiros minutos.
Considere que esse sistema opera segundo o ciclo ideal de Carnot, cuja eficiência termodinâmica é ε = Qf/W = Tf/(Tq− Tf), onde Qf é o calor extraído da fonte fria, W é o trabalho realizado pelo motor elétrico e Tf e Tq são, respectivamente, as temperaturas das fontes fria e quente.
Qual é, aproximadamente, a potência requerida do motor elétrico que movimenta o sistema de refrigeração?
