Os manuais de refrigerador apresentam a recomendação de que o equipamento não deve ser
instalado próximo a fontes de calor, como fogão e aquecedores, ou em local onde incida diretamente a
luz do sol. A instalação em local inadequado prejudica
o funcionamento do refrigerador e aumenta o consumo de energia.
O não atendimento dessa recomendação resulta em aumento do consumo de energia porque
A) o fluxo de calor por condução no condensador sofre considerável redução.
B) a temperatura da substância refrigerante no condensador diminui mais rapidamente.
C) o fluxo de calor promove significativa elevação da temperatura no interior do refrigerador.
D) a liquefação da substância refrigerante no condensador exige mais trabalho do compressor.
E) as correntes de convecção nas proximidades do condensador ocorrem com maior dificuldade
Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Termodinâmica (Transferência de calor e ciclo de refrigeração)
- Físico-Química (Propriedades térmicas e processos de liquefação)
Nível da Questão: Médio.
Gabarito: Letra D.
Resolução Passo a Passo
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
O comando da questão questiona por que a instalação de um refrigerador próximo a uma fonte de calor (ou exposição direta ao sol) pode aumentar o consumo de energia elétrica.
- Palavras-chave: fluxos de calor, condensador, trabalho do compressor, consumo de energia.
- Objetivo: Entender o impacto do aumento da temperatura externa no funcionamento do condensador e no ciclo de refrigeração.
Passo 2: Tradução e Interpretação do Texto
O texto ressalta que a instalação do refrigerador em um local inadequado, com alta temperatura externa, prejudica seu funcionamento e aumenta o consumo de energia elétrica.
Frase-chave: “A instalação em local inadequado prejudica o funcionamento do refrigerador e aumenta o consumo de energia.”
Interpretação:
O aumento da temperatura externa dificulta a troca de calor entre o condensador e o meio ambiente, exigindo maior esforço do compressor para completar o ciclo de refrigeração.
Passo 3: Explicação de Conceitos Necessários
Funcionamento do Ciclo de Refrigeração:
- O fluido refrigerante percorre o circuito interno da geladeira, absorvendo calor do interior (evaporador) e liberando-o no ambiente externo (condensador).
- O compressor pressuriza o fluido, permitindo sua condensação no condensador.
Impacto da Temperatura Externa no Condensador:
- Em temperaturas mais altas, a troca de calor entre o condensador e o ambiente se torna menos eficiente.
- Isso aumenta a pressão no sistema, exigindo mais trabalho do compressor para que o fluido atinja a fase líquida (liquefação).
Consequência no Consumo de Energia:
- Quanto maior o esforço do compressor, maior o consumo de energia elétrica.
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
- O condensador precisa liberar calor para o ambiente externo para permitir a liquefação do fluido refrigerante.
- Se a temperatura externa estiver elevada, a troca de calor é dificultada. Isso faz com que o compressor tenha que realizar mais ciclos ou trabalhar com maior intensidade para que o fluido alcance a pressão e temperatura adequadas para a liquefação.
- Esse aumento no trabalho do compressor se traduz diretamente em um maior consumo de energia elétrica.
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
A) O fluxo de calor por condução no condensador sofre considerável redução.
- Errada. O problema principal não é a condução térmica no condensador, mas a dificuldade de troca de calor entre o condensador e o ambiente externo.
B) A temperatura da substância refrigerante no condensador diminui mais rapidamente.
- Errada. O aumento da temperatura externa dificulta a troca de calor, o que retarda, e não acelera, a diminuição da temperatura do fluido refrigerante.
C) O fluxo de calor promove significativa elevação da temperatura no interior do refrigerador.
- Errada. O aumento da temperatura externa afeta o funcionamento do condensador e do compressor, mas o objetivo é manter a temperatura interna constante, mesmo com maior consumo de energia.
D) A liquefação da substância refrigerante no condensador exige mais trabalho do compressor.
- Correta. A dificuldade na troca de calor devido à alta temperatura externa aumenta a pressão no condensador, exigindo mais trabalho do compressor para que o fluido refrigerante alcance a fase líquida.
E) As correntes de convecção nas proximidades do condensador ocorrem com maior dificuldade.
- Errada. Embora a alta temperatura externa possa reduzir ligeiramente a eficiência da convecção, o consumo de energia é diretamente impactado pelo trabalho adicional do compressor, e não pelas correntes de convecção.
Passo 6: Conclusão
A alternativa correta é D (A liquefação da substância refrigerante no condensador exige mais trabalho do compressor). Quando o condensador não consegue liberar calor eficientemente devido à alta temperatura externa, o compressor precisa trabalhar mais para alcançar as condições adequadas para a liquefação do fluido refrigerante, aumentando assim o consumo de energia elétrica.
