Uma haste de latão está em contato térmico com um reservatório térmico a 130^circ C em uma extremidade e com um reservatório térmico a 24,0^circ C 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?

Passo 1

O enunciado trata de condução de calor numa barra de latão em contato com dois reservatórios mantidos a temperaturas constantes de 130^circC e 24,0^circC. Queremos calcular a variação total de entropia ao transferir 1200,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 De<a Stot somamos as variações de entropia do reservatório quente ( De<a SH) e do reservatório frio ( De<a SC):
De<a Stot = De<a SH + De<a SC
onde
De<a SH = -QTH, De<a SC = QTC,
pois o calor Q sai do reservatório quente e entra no frio.

Passo 3

Convertendo as temperaturas para Kelvin:
TH = 130 + 273,15 = 403,15 K, TC = 24,0 + 273,15 = 297,15 K
Substituindo em De<a Stot:
De<a Stot = Ql(1TC-1THr) = 1200l(1297,15-1403,15r),J/K

Passo 4

Calculando numericamente:
1297,15approx0,003364,, 1403,15approx0,002481
De<a Stot =1200times(0,003364-0,002481) approx1200times0,000883 approx1,06 J/K

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) De<a Stotapprox1,06 J/K
(b) A entropia da barra não varia, pois está em regime estacionário.

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