Questão 13 Comentada - Marinha do Brasil (MARINHA) - Engenheiro - Marinha (2022)

Bombas térmicas são projetadas com a finalidade de aquecer um corpo ou uma região de interesse (por exemplo, um quarto durante o inverno). A finalidade da bomba de calor é retirar uma quantidade de calor Q_r do meio externo (que está a uma temperatura T_t e funciona como reservatório térmico) e fornecer um calor Q_q para um reservatório térmico do sistema de aquecimento que está a uma temperatura T_q. O coeficiente de rendimento da bomba térmica em cada ciclo é, portanto, igual à razão Q_q/W, onde W é o trabalho realizado sobre a substância de trabalho da máquina térmica e tanto o Q_q quanto W são dados em Joules. O rendimento da bomba térmica será maior quanto maior for o calor cedido ao reservatório térmico do sistema de aquecimento. Considerando que, em um inverno rigoroso, a temperatura externa é de -10º Celsius e a temperatura do reservatório térmico do sistema de aquecimento é de 80º Celsius, e considerando que 0º Celsius corresponde a 273,2 K, qual o rendimento máximo que poderia ser obtido por uma bomba térmica operando nessas condições climáticas, utilizando gás ideal como substância de trabalho (cujo número de mols permanece constante)?