Um resistor de 25 ohm, em estado estacionário, consome uma corrente de 10 amperes. Sua temperatura é de 310 K ; a temperatura da vizinhança é de 300 K . Qual é a taxa total de geração de entropia
? Qual é a sua origem?
Passo 1
O enunciado apresenta um resistor de
em regime estacionário, atravessado por uma corrente de
. A temperatura do resistor é
e a do ambiente é
. Queremos determinar a taxa de geração de entropia
em regime permanente.
Passo 2
Em regime estacionário toda a potência elétrica fornecida é dissipada em forma de calor no resistor. A potência dissipada é
Passo 3
Para o balanço de entropia em regime estacionário temos
, de modo que
O calor sai do resistor a
e entra no ambiente a
. Assim,
Passo 4
Substituindo
,
e
:
Passo 5
A origem dessa geração de entropia é a transferência de calor através de uma diferença de temperatura finita entre o resistor (310 K) e o ambiente (300 K), processo intrinsecamente irreversível.
Resposta
Origem: irreversibilidade associada ao fluxo de calor entre duas temperaturas diferentes.