Um motor funciona da seguinte forma: a cada ciclo, recebe
de uma fonte a
e fornece
a uma fonte a
. Sobre essa situação, considerando que cada uma das duas etapas do ciclo seja instantânea, calcule a variação de entropia em cada ciclo.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que temos um motor que, num ciclo, absorve
de uma fonte quente a
e cede
para uma fonte fria a
. A matéria aqui é entropia na Termodinâmica: a gente vai usar a ideia de que, pra uma troca de calor
com um reservatório à temperatura
, a variação de entropia é
Como cada etapa é instantânea (logo não há irreversibilidades internas além dessas trocas), basta calcular
de cada fonte e depois somar.
Passo 2
Primeiro, converte as temperaturas pra Kelvin, porque a fórmula
exige isso:
Passo 3
Calcula a variação de entropia do reservatório quente. Ele perde
, então
entra com sinal negativo para o reservatório:
Passo 4
Agora a variação de entropia do reservatório frio. Ele ganha
, logo
Passo 5
Por fim, a variação total de entropia do universo (ou seja, do ciclo) é a soma das duas:
Resposta
ΔS do reservatório quente:
ΔS do reservatório frio:
ΔS total do ciclo:
ΔS do reservatório frio:
ΔS total do ciclo: