Professor Jaulito mora à beira de um precipício de 10 m de desnível. Ele resolveu, então, tirar vantagem de tal desnível para tomar água gelada. Para tal, enrolou uma corda na polia do compressor de um pequeno refrigerador, passou-a por uma roldana, amarrou, na outra extremidade da corda, uma pedra de massa 10 kg e jogou-a precipício abaixo, conforme representado na figura.
Com esse experimento, Professor Jaulito consegue resfriar 50 g de água, que estava inicialmente a 25 °C, para 5 °C. Suponha-se que:
- todo o trabalho realizado pelo peso da pedra na queda é convertido em trabalho no compressor;
- o calor específico da água é 4 J/(g∙°C);
- o valor da aceleração da gravidade no local é 10 m/s2;
- todas as forças resistivas são desprezíveis.
Com base no exposto, a eficiência (e) do refrigerador é igual a
68% dos alunos do Fisiquei acertaram esta questão.
Calcule o trabalho realizado pela força peso da pedra durante a queda e calcule a quantidade de calor perdida no resfriamento da água. Identifique esses fluxos de energia no diagrama da máquina!