Dissertativa 4 - 2ª Fase - Dia 2 - IME 2022

O interior de um refrigerador hospitalar para armazenagem de medicamentos deve ser continuamente mantido a uma temperatura de 2 °C. Este equipamento possui três portas envidraçadas para acesso aos fármacos, sendo por isso afetado pelo calor ambiente. Além disso, estima-se que os outros ganhos térmicos pelas demais superfícies são equivalentes a 20% daquele associado ao total das três portas.

A superintendência do hospital contratou uma empresa para elaborar o projeto de um sistema alternativo de fornecimento de energia elétrica, em caso de interrupção do serviço pela concessionária local. Após estudo, o técnico responsável pelo projeto afirmou que:

“A potência de acionamento do refrigerador hospitalar é suprida com folga por um motor térmico operando em um ciclo termodinâmico que apresenta as seguintes características: o motor recebe energia térmica de uma fonte, cuja temperatura é 327 °C, e rejeita energia para duas outras fontes. Uma dessas fontes se encontra à temperatura externa ao refrigerador e recebe 450 W, enquanto a outra deve estar a uma temperatura de 127 °C, recebendo 300 W.”

Dados:

• condutividade térmica do vidro: 0,85 W.(m.ºC)⁻¹;
• espessura do vidro: 25 mm;
• temperatura externa no refrigerador: 27 °C;
• coeficiente de desempenho do refrigerador: $\frac{3}{11}$ do máximo admissível do ciclo de Carnot associado;
• dimensões de cada porta de vidro: 2 m (altura) × 50 cm (largura).

A partir da uma análise termodinâmica da situação, explique, de forma justificada, se a afirmação do técnico é correta.