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 opera entre reservatórios a
K e
K, absorvendo
do frio e rejeitando
ao quente mediante trabalho de entrada
. Vamos usar a 1ª Lei para achar
e a 2ª Lei (variação de entropia) para decidir se o ciclo é reversível, irreversível ou impossível.
Passo 2
Pela conservação de energia num ciclo de refrigeração vale
Logo,
Passo 3
A variação total de entropia das fontes (universo) é
Substituindo
kJ,
K,
kJ e
K,
Como
, há violação da Segunda Lei e o ciclo não pode ocorrer.
Resposta
O ciclo é impossível.