A entropia por ciclo aumenta, diminui ou permanece a mesma para (a) um refrigerador de Carnot, (b) um refrigerador real e © um refrigerador perfeito (que, obviamente, não pode ser construído na prática)?

Passo 1

Beleza, então o exercício quer saber como se comporta a variação de entropia por ciclo em três tipos de refrigerador:
a) Carnot, b) real e c) “perfeito” (aquele que a gente sabe que é impossível).
O assunto aqui é Termodinâmica, mais precisamente a Segunda Lei da Termodinâmica e conceito de processos reversíveis e irreversíveis. Vamos usar o conceito de entropia e como ela muda num ciclo.

Passo 2

Antes de tudo, lembra que a entropia De é uma medida de “desordem” ou de irreversibilidade num processo. A Segunda Lei diz que, para um ciclo completo:
  • Se o processo for reversível, a variação total de entropia do universo é zero: De 0
  • Se for irreversível, a entropia do universo aumenta:
  • Um processo que fizesse a entropia do universo diminuir, , violaria a Segunda Lei – logo, é impossível.

Passo 3

(a) Refrigerador de Carnot
O ciclo de Carnot é totalmente reversível. Isso significa que, ao final de cada ciclo, a entropia “gerada” é exatamente compensada pela entropia “retirada” dos reservatórios. Então:
De

Passo 4

(b) Refrigerador real
Na prática, todo refrigerador real tem atrito, gradientes de temperatura finitos, perdas, etc. Isso gera irreversibilidades, e conforme a Segunda Lei:
De 0
Ou seja, a entropia do universo aumenta a cada ciclo.

Passo 5

© Refrigerador “perfeito” (impossível)
Um aparelho que diminuísse a entropia do universo, De, violaria a Segunda Lei. Como não dá pra construir, dizemos que:
í

Resposta

a) Para o refrigerador de Carnot: a entropia por ciclo permanece a mesma ( ).
b) Para o refrigerador real: a entropia por ciclo aumenta ( ).
c) Para o refrigerador perfeito (impossível): a entropia por ciclo diminuiria ( ).

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