Em cada ciclo, uma certa máquina de Carnot remove 100 J de energia de um reservatório a 400 K , efetua trabalho e descarrega calor para um reservatório a 300 K . Calcular a variação de entropia de cada reservatório, por ciclo e, verificar explicitamente que a variação de entropia do universo é nula neste processo reversível.
Resp:
.
Resp:
Passo 1
O enunciado descreve um motor de Carnot reversível que retira
de um reservatório quente à temperatura
, realiza trabalho e rejeita calor
num reservatório frio à temperatura
. Precisamos usar (i) a eficiência de Carnot
para achar o trabalho e
, e (ii) a definição de variação de entropia
em cada reservatório.
Passo 2
Como o ciclo é de Carnot, a eficiência é
Logo o trabalho por ciclo é
e o calor rejeitado no reservatório frio é
Passo 3
A variação de entropia do reservatório quente, que perde calor
, é
Passo 4
A variação de entropia do reservatório frio, que recebe calor
, é
Passo 5
A variação total de entropia do universo por ciclo é
confirmando que o processo reversível não produz entropia líquida.