7-28E Durante o processo isotérmico de rejeição de calor de um ciclo de Carnot, o fluido de trabalho experimenta uma mudança de entropia de
. Considerando que a temperatura do sumidouro de calor é de
, determine (a) a quantidade de calor transferido, (b) a variação da entropia do sumidouro, e (c) a variação da entropia total para esse processo.
Passo 1
O enunciado descreve o estágio isotérmico de rejeição de calor de um ciclo de Carnot, em que o fluido de trabalho perde entropia
à temperatura do sumidouro
. Para resolver vamos usar a relação de entropia em processo isotérmico:
além de converter a temperatura de
para
.
Passo 2
Convertendo
em Rankine:
Como
, temos
Isto indica que o fluido rejeita
.
Passo 3
O sumidouro recebe esse calor, logo
A variação de entropia do sumidouro é
Passo 4
A variação total de entropia do processo é
confirmando a reversibilidade do processo.
Resposta
(a)
(rejeitados, isto é,
transferidos ao sumidouro).
(b)
(c)
(b)
(c)