Suponha que a mesma quantidade de energia - digamos, 260 J - é transferida por condução de um reservatório de calor a uma temperatura de 400 K para outro reservatório, com uma temperatura de:
(d) 360 K .
Calcule as variações de entropia e discuta a tendência.

Passo 1

O enunciado pede para calcular as variações de entropia ao transferir Q=260,J de um reservatório quente a TH=400,K para outro frio a TC=360,K.
O conteúdo aqui é termodinâmica (segunda lei) e vamos usar a definição de entropia de um reservatório grande:
De<a S = QtrocadoT,,
tomando Q>0 se o sistema ganha calor e Q<0 se perde calor.

Passo 2

Para o reservatório quente, que perde calor Q=-260,J a TH=400,K, temos
De<a SH = QTH = -260400 = -0,65 J/K

Passo 3

Para o reservatório frio, que recebe calor Q=+260,J a TC=360,K, temos
De<a SC = QTC = 260360 approx 0,72 J/K

Passo 4

A variação total de entropia do universo é
De<a Stot = De<a SH + De<a SC = -0,65 + 0,72 = 0,07 J/K
Como De<a Stot>0, o processo espontâneo de condução de calor de 400 K para 360 K aumenta a entropia, em concordância com a segunda lei.

Resposta

De<a SH = -0,65 J/K
De<a SC = +0,72 J/K
De<a Stot = +0,07 J/K
A entropia total aumenta, indicando que o processo é espontâneo e irreversível.

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