Uma haste de latão está em contato térmico com um reservatório térmico a
em uma extremidade e com um reservatório térmico a
na outra extremidade.
(a) Calcule a variação total na entropia resultante do processo de condução de 1200 J de calor através da haste.
(b) A entropia da barra varia neste processo?
(a) Calcule a variação total na entropia resultante do processo de condução de 1200 J de calor através da haste.
(b) A entropia da barra varia neste processo?
Passo 1
O enunciado trata de condução de calor numa barra de latão em contato com dois reservatórios mantidos a temperaturas constantes de
e
. Queremos calcular a variação total de entropia ao transferir
,J de calor de um reservatório ao outro e analisar se a entropia da barra muda nesse processo. O conteúdo envolve conceitos de termodinâmica: variação de entropia de reservatórios em processos irreversíveis de condução.
Passo 2
Para calcular a variação total de entropia
somamos as variações de entropia do reservatório quente (
) e do reservatório frio (
):
onde
pois o calor
sai do reservatório quente e entra no frio.
Passo 3
Convertendo as temperaturas para Kelvin:
Substituindo em
:
Passo 4
Calculando numericamente:
Passo 5
Para a barra em regime permanente não há acúmulo de calor nem de entropia: tudo que entra por um lado sai pelo outro, de modo que a entropia da barra permanece constante. A entropia gerada internamente corresponde justamente ao aumento total calculado, mas não altera o valor de entropia da própria barra.
Resposta
(a)
(b) A entropia da barra não varia, pois está em regime estacionário.
(b) A entropia da barra não varia, pois está em regime estacionário.