Enunciado

Uma fonte de energia a 1.000 K transfere calor para uma máquina térmica completamente reversível. Essa máquina transfere calor para um sumidouro a 300 K. Determine a quantidade de calor que deve ser transferida da fonte de energia para aumentar a entropia da energia do sumidouro em 20 kJ/K.

Passo 1

“Fala aê!”, tudo tranquilo? Pois essa é uma questão bem tranquila de se fazer, vamos lá!

Nela, devemos determinar a quantidade de calor transferido da fonte.

Sabe-se que:

A máquina opera estavelmente e, de acordo com o princípio do aumento da entropia, a mudança de entropia da fonte deve ser igual e oposta à do sumidouro. Portanto, temos:

∆ S H = - ∆ S L = - 2 0 k J / K

Passo 2

Agora, aplicando a definição de entropia à fonte, temos:

Q H = T H ∆ S H = ( 1 0 00   K ) ( - 2 0   k J / K ) = - 20 000   k J

Logo, a transferência de calor em relação à fonte é de 20000   k J .

Resposta

- 20000   k J

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