Um ciclo de refrigeração que opera entre dois reservatórios recebe energia
por transferência de calor de um reservatório frio a
e rejeita energia
para um reservatório quente a
. Para cada um dos seguintes casos, determine se o ciclo opera reversivelmente, irreversivelmente ou é impossível. Considere a máquina térmica como sendo um refrigerador.
.
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo de refrigeração que extrai
de um reservatório frio a
e rejeita
a um reservatório quente a
. Como se trata de um refrigerador, aplicamos a Primeira Lei para obter o trabalho de entrada e a Segunda Lei para comparar com o ciclo de Carnot.
Passo 2
Pela Primeira Lei da Termodinâmica para o refrigerador, o trabalho de entrada é
O coeficiente de desempenho real (COP) do refrigerador é definido por
Passo 3
Para um ciclo de Carnot operando como refrigerador, a Segunda Lei dá o COP máximo
Passo 4
Comparamos agora
Como o COP real atinge exatamente o valor de Carnot, o ciclo não apresenta perdas irreversíveis.
Resposta
O ciclo opera de forma reversível.