Duas máquinas térmicas reversiveis operam entre os mesmos níveis de temperatura. A maquina I recebe 17.000 (BTU de calor da fonte de alta temperatura a 910 K , enquanto a máquina II rejeita 6.000 BTU de calor para a fonte de baixa temperatura a 190 K . Determine:
a) O calor rejeitado pela máquina I e o calor absorvido pela máquina II;
b)A Variaçăo de entropia da fonte quente e da fonte fria, assim como a variação total de entropia para cada máquinz.
a) O calor rejeitado pela máquina I e o calor absorvido pela máquina II;
b)A Variaçăo de entropia da fonte quente e da fonte fria, assim como a variação total de entropia para cada máquinz.
Passo 1
O enunciado envolve dois motores reversíveis de Carnot que operam entre a mesma fonte quente a
K e fonte fria a
K. A máquina I absorve
BTU da fonte quente e rejeita
para a fonte fria; a máquina II rejeita
BTU para a fonte fria e absorve
da fonte quente.
Conteúdo: ciclo de Carnot, eficiência e variação de entropia
.
Conteúdo: ciclo de Carnot, eficiência
Passo 2
Para a máquina I, como ela é de Carnot, vale
Logo
Passo 3
Para a máquina II, de Carnot, invertemos a relação:
Logo
Passo 4
Agora a variação de entropia das fontes para a máquina I:
- Fonte quente (perde calor):
- Fonte quente (perde calor):
- Fonte fria (ganha calor):
- Variação total (reversível):
Passo 5
Variações de entropia para a máquina II:
- Fonte quente (perde calor):
- Fonte quente (perde calor):
- Fonte fria (ganha calor):
- Variação total (reversível):
Resposta
a)
b)
Para a máquina I: ,
,
.
Para a máquina I:
Para a máquina II:
,
,
.