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 um reservatório frio a
e um reservatório quente a
. Ele retira
do frio e rejeita
ao quente, operando como refrigerador, e tem coeficiente de desempenho
. Queremos saber se esse ciclo é reversível, irreversível ou impossível.
Passo 2
Para um refrigerador ideal (ciclo de Carnot), o coeficiente de desempenho reversível é dado pela teoria da segunda lei:
Passo 3
Substituindo
e
na fórmula de Carnot, temos
Passo 4
Como o valor real
é menor que o máximo reversível
, o ciclo é possível, porém menos eficiente que o reversível. Logo ele opera de forma irreversível.
Resposta
O ciclo é irreversível.