Enunciado

Um refrigerador com um coeficiente de performance 4 transfere calor de uma região fria a – 20   ° C para uma região quente a 30   ° C . Calcule a variação total da entropia das regiões quando 1   k J de calor é transferido da região fria. A segunda lei é satisfeita? Esse refrigerador continuará a satisfazer a segunda lei se o seu coeficiente de performance for 6?

Passo 1

Hey hey, vamo lá! A fonte e a temperatura da pia e o COP de um refrigerador são dados. A mudança total de entropia dos dois reservatórios a ser calculada e deve ser determinada se este frigorífico satisfaz a segunda lei. Assumiremos que a geladeira funciona de forma estável.

Passo 2

Analisando, a combinação da primeira lei e a definição do coeficiente de desempenho produz:

Isso quando o COP = 4. A mudança de entropia de tudo é:

Passo 3

Como a entropia aumenta, um refrigerador com COP = 4 é possível. Quando o coeficiente de desempenho é aumentado para 6,

e a mudança da entropia líquida é

e a geladeira não pode mais ser possível.

Resposta

O   r e f r i g e r a d o r   é   p o s s i v e l ,   a t é   o   C O P = 6 ,   d a í   n ã o   é   m a i s   p o s s í v e l .

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