Suponha que a mesma quantidade de calor, por exemplo, 260 J , é transferida por condução de um reservatório a 400 K para outro a 100 K . Calcule a variação de entropia em cada caso.
Passo 1
O enunciado diz que uma quantidade de calor
é transferida por condução de um reservatório a
(quente) para outro a
(frio). O conteúdo aqui é entropia em trocas de calor com reservório, e vamos usar a definição de variação de entropia de um reservatório ideal
onde
é o calor recebido pelo reservatório (positivo se entra, negativo se sai) e
é sua temperatura constante.
Passo 2
Para o reservatório quente a
, o calor sai dele, logo
. Assim,
Passo 3
Para o reservatório frio a
, o calor entra, então
. Logo,
Passo 4
Podemos ainda verificar a irreversibilidade calculando a variação total de entropia:
o que confirma que o processo é irreversível.
Resposta
Variação de entropia do reservatório quente:
Variação de entropia do reservatório frio:
Variação total de entropia:
Variação de entropia do reservatório frio:
Variação total de entropia: