Questão 133 — ENEM 2020 (Natureza)

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

Resolução

Esta questão avalia o funcionamento termodinâmico de um refrigerador, especificamente o papel do condensador e do compressor no ciclo de refrigeração.

Em um refrigerador, o compressor pressuriza o gás refrigerante, elevando sua temperatura. Esse gás quente percorre o condensador (grade metálica geralmente na parte traseira), onde libera calor para o ambiente e se liquefaz. Em seguida, o líquido refrigerante expande-se, esfria-se e absorve calor do interior do refrigerador no evaporador, reiniciando o ciclo.

Quando o refrigerador é instalado próximo a fontes de calor, a temperatura ao redor do condensador aumenta. Para que o refrigerante consiga liberar calor e se liqueficar nessa condição, é necessário que ele esteja em temperatura ainda mais elevada do que o ambiente quente — o que exige que o compressor realize uma compressão maior, consumindo mais energia elétrica.

Em termos termodinâmicos, o coeficiente de desempenho do refrigerador é \text{COP} = \frac{T_C}{T_H - T_C}. Quando T_H (temperatura do ambiente ao redor do condensador) aumenta, a diferença T_H - T_C cresce, o COP cai e o trabalho necessário do compressor para remover a mesma quantidade de calor do interior aumenta.

As demais alternativas estão incorretas: o fluxo de calor no condensador não é reduzido por condução — na verdade o problema é a menor diferença de temperatura entre o refrigerante e o ambiente; a temperatura do refrigerante no condensador não diminui mais rapidamente; o calor externo não eleva significativamente a temperatura do interior diretamente (o termostato aciona o compressor para compensar); e as correntes de convecção não ficam necessariamente mais difíceis com o ambiente aquecido.

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