Um aparelho de ar condicionado, instalado em um domicílio, remove calor em regime permanente à taxa de 1 080 kJ/min, e o motor elétrico consome 6 kW. No quadro a seguir são mostradas as classes dos aparelhos de ar condicionado em função da sua eficiência energética: | Classes | Coeficiente de eficiência energética (W/W) | |---|---| | A | 3,23

Question

Um aparelho de ar condicionado, instalado em um domicílio, remove calor em regime permanente à taxa de 1 080 kJ/min, e o motor elétrico consome 6 kW. No quadro a seguir são mostradas as classes dos aparelhos de ar condicionado em função da sua eficiência energética: | Classes | Coeficiente de eficiência energética (W/W) | | | | | A | 3,23 < CEE ≤ 3,02 | | B | 3,02 < CEE ≤ 3,23 | | C | 2,81 < CEE ≤ 2,81 | | D | 2,60 < CEE ≤ 2,81 | | E | CEE ≤ 2,60 | A) 3,23 < CEE ≤ 3,02 B) 3,02 < CEE ≤ 3,23 C) 2,81 < CEE ≤ 2,81 D) 2,60 < CEE ≤ 2,81 E) CEE ≤ 2,60

Sapien IA · Accepted Answer

Para resolver esta questão, precisamos determinar o Coeficiente de Eficiência Energética (CEE) do aparelho e compará-lo com a tabela fornecida no enunciado.

Análise dos Dados

Primeiro, vamos extrair as informações principais do problema:

Taxa de remoção de calor ( $\dot{Q}_L$ ): $1.080 \text{ kJ/min}$ (Este é o benefício desejado pelo sistema de refrigeração).
Potência consumida ( $\dot{W}_{entrada}$ ): $6 \text{ kW}$.

Passo 1: Conversão de Unidades

Para calcular a eficiência, todas as grandezas devem estar na mesma unidade de tempo. A potência está em quilowatts ( $\text{kW}$ ), que equivale a quilojoules por segundo ( $\text{kJ/s}$ ). A taxa de calor está em minutos.

Vamos converter a taxa de calor para $\text{kJ/s}$ (ou $\text{kW}$ ):

\dot{Q}_L = \frac{1.080 \text{ kJ}}{1 \text{ min}}

Sabendo que $1 \text{ min} = 60 \text{ s}$:

\dot{Q}_L = \frac{1.080}{60} \text{ kJ/s} = 18 \text{ kW}

Passo 2: Cálculo do Coeficiente de Eficiência (CEE)

O Coeficiente de Eficiência para um refrigerador ou ar condicionado é definido pela razão entre o calor removido (benefício) e o trabalho fornecido (custo):

\text{CEE} = \frac{\dot{Q}_L}{\dot{W}_{entrada}}

Substituindo os valores:

\text{CEE} = \frac{18 \text{ kW}}{6 \text{ kW}} = 3

O coeficiente de eficiência do aparelho é exatamente 3.

Passo 3: Classificação na Tabela

Agora, consultamos a tabela de classes fornecida na imagem para ver onde o valor $3$ se enquadra:

Classes	Coeficiente de eficiência energética (CEE)
A	$3,23 < \text{CEE}$
B	$3,02 < \text{CEE} \leq 3,23$
C	$2,81 < \text{CEE} \leq 3,02$
D	$2,60 < \text{CEE} \leq 2,81$
E	$\text{CEE} \leq 2,60$

Analisando nosso resultado ( $\text{CEE} = 3$ ):

Ele é menor que $3,02$.
Ele é maior que $2,81$.

Portanto, o valor está estritamente dentro do intervalo da Classe C.

Conclusão

O aparelho possui uma eficiência energética igual a 3, o que o classifica na categoria intermediária da tabela.

Alternativa C (Correspondente à Classe C)

Explicação passo a passo

Análise dos Dados

Passo 1: Conversão de Unidades

Passo 2: Cálculo do Coeficiente de Eficiência (CEE)

Passo 3: Classificação na Tabela

Conclusão

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Classes	Coeficiente de eficiência energética (W/W)
A	3,23 < CEE ≤ 3,02
B	3,02 < CEE ≤ 3,23
C	2,81 < CEE ≤ 2,81
D	2,60 < CEE ≤ 2,81
E	CEE ≤ 2,60