71 Suponha que 260 J sejam conduzidos de uma fonte à temperatura constante de 400 K para uma fonte (a) a 100 K , (b) a 200 K , (c) a 300 K e (d) a 360 K . Qual é a variação líquida da entropia das fontes,
, em cada caso? (e) Quando a diferença entre as temperaturas das fontes diminui,
aumenta, diminui ou permanece a mesma?
Passo 1
O enunciado diz que uma quantidade de calor
J é transferida de uma fonte quente mantida a
K para uma fonte fria a uma temperatura
que varia em cada caso. Queremos calcular a variação líquida de entropia das duas fontes,
. Aplicamos o conceito de entropia para reservatórios de temperatura constante.
Passo 2
Pelo conceito de entropia de um reservatório isotérmico, a variação de entropia é
. Assim, para a fonte quente que perde calor e para a fria que ganha calor,
Passo 3
Caso (a):
K.
Passo 4
Caso (b):
K.
Passo 5
Caso (c):
K.
Passo 6
Caso (d):
K.
Passo 7
Como
, à medida que
se aproxima de
a diferença
diminui. Logo,
diminui quando as temperaturas das fontes ficam mais próximas.
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)
(e) diminui quando a diferença de temperatura entre as fontes diminui.
(b)
(c)
(d)
(e)